Vacuole: definiție, funcție, structură

Vacuolele sunt un tip de structură celulară microscopică numită organet. Atât celulele vegetale, cât și cele animale pot conține vacuole, însă vacuolele sunt mult mai răspândite în celulele vegetale. Ele sunt, de asemenea, mult mai mari în celulele vegetale și adesea ocupă mult spațiu în interiorul celulei.

Celulele animale nu au întotdeauna un vacuol și majoritatea nu au niciodată un vacuol mare, deoarece ar provoca daune celulei și ar perturba funcționarea restului celulei. Celulele animale pot avea în schimb mai multe vacuole foarte mici.

Vacuolele au funcții multiple în ambele tipuri de celule, dar joacă un rol deosebit de important pentru plante.

TL; DR (Prea lung; Nu am citit)

Vacuolul este un tip de organet prezent în celulele eucariote. Este un sac înconjurat de o singură membrană numită tonoplast. Vacuolele îndeplinesc multe funcții, în funcție de nevoile celulei.

În celulele animale, acestea sunt mici și transportă de obicei materialele în și din celulă. În celulele vegetale, vacuolele folosesc osmoză pentru a absorbi apa și a se umfla până când creează presiune internă împotriva peretelui celular. Acest lucru oferă stabilitate și suport celular.

O vacuolă este un fel de organet numit veziculă. Ceea ce diferențiază vacuolele de alte tipuri de vezicule este dimensiunea relativă și longevitatea. Vacuolul este un sac înconjurat de o singură membrană numită a tonoplast.

Această membrană vacuolă seamănă structural cu membrane plasmatice care înconjoară fiecare celulă. Membrana celulară reglează constant ce se deplasează în și din celulă și ce trebuie să rămână în afara sau în interior; folosește pompe proteice pentru a împinge materia înăuntru sau în afară și canale proteice pentru a permite sau bloca intrările sau ieșirile materiei.

La fel ca membrana plasmatică a unei celule, tonoplastul reglează, de asemenea, intrarea și ieșirea moleculelor și microbilor cu pompe de proteine ​​și canale proteice. Tonoplastul nu reglează intrările și ieșirile în celule, însă acționează în schimb ca gardă pentru ce tipuri de materii sunt permise trecerea către și de la vacuole.

Vacuolele au capacitatea de a-și schimba funcția pentru a satisface nevoile celulei. Pentru a face acest lucru, strategia lor principală este de a-și schimba dimensiunea sau forma. De exemplu, celulele vegetale au adesea un vacuol mare care ocupă o porțiune considerabilă din spațiul din celulă, deoarece vacuolul stochează apă. Vacuolul central din celulele vegetale ocupă frecvent între 30 și 90% din suprafața unei celule. Această sumă se modifică pe măsură ce se schimbă nevoile de depozitare și suport ale plantei.

Eucariotă celule includ toate celulele care au un nucleu și alte organite legate de membrană. Celulele eucariote se angajează în diviziunea celulară prin procesele de mitoză și meioză. În contrast, procariotă celulele sunt de obicei organisme unicelulare lipsite de organite legate de membrană și care se reproduc asexuat prin fisiune binară. Toate celulele animale și vegetale sunt celule eucariote.

Există un număr mare de specii de plante și animale. Mai mult, pentru orice plantă sau animal individual, există de obicei un număr de organe și sisteme de organe diferite, fiecare cu propriile tipuri de celule.

Nevoile particulare ale unei celule pentru vacuola foarte adaptabilă depind de munca acelei celule și de condițiile de mediu din corpul plantei sau animalelor în orice moment. Câteva dintre aceste funcții vacuole includ:

• Depozitarea apei
• Furnizarea unei bariere pentru substanțele care trebuie separate de restul celulei
• Îndepărtarea, distrugerea sau depozitarea substanțelor toxice sau a deșeurilor pentru a proteja restul celulei
• Eliminarea proteinelor pliate necorespunzător din celulă

Plantele folosesc vacuolele diferit de animale sau alte organisme. Funcțiile unice ale vacuolelor din celulele vegetale ajută plantele să facă multe lucruri, cum ar fi să crească în sus în fermitate tulpini, se întind spre lumina soarelui și dobândesc energie din aceasta și se protejează de prădători și secete.

Celulele vegetale conțin de obicei un vacuol mare care umple mai mult spațiu în celulă decât orice alt organet. Vacuolul celulei vegetale este format din tonoplast, care formează un sac în jurul unui fluid numit seva celulară. Seva celulară conține apă și o serie de alte substanțe. Acestea pot include:

• Săruri
• Enzime
• Zaharuri și alți carbohidrați
• Lipidele
• Ioni

Seva celulară poate conține, de asemenea, toxine pe care vacuolul le-a ajutat să le elimine din restul celulei. Aceste toxine pot funcționa ca un mecanism de autoapărare pentru unele plante împotriva erbivorelor.

Concentrația ionilor din seva celulară este un instrument util pentru deplasarea apei în și din vacuol prin osmoză. Dacă concentrația de ioni este mai mare în vacuol, apa se deplasează prin tonoplast în vacuol. Dacă concentrația de ioni este mai mare în citoplasmă în afara vacuolului, apa se deplasează în afara vacuolului. Vacuolul se mărește sau se micșorează pe măsură ce apa se deplasează în sau din el.

Procesul de osmoză pentru a gestiona dimensiunea vacuolului are ca rezultat o cantitate dorită de presiune internă pe peretele celular. Acest lucru este cunoscut sub numele de presiune turgor, și stabilizează celula și mărește structura plantei. Creșterea presiunii turgorului vacuolului poate ajuta, de asemenea, la stabilizarea celulei în perioadele de creștere a celulei. Vacuola mare servește, de asemenea, funcției de menținere a structurii celulare, prin aglomerarea altor organite în locațiile lor optime din interiorul celulei.

În timp ce vacuolele din plante sunt ușor identificabile din cauza cantității mari de spațiu pe care îl ocupă în interiorul celulei, celulele animale nu ar beneficia de un vacuol central mare. Acest lucru este valabil mai ales pentru că celulele animale nu au un perete celular pentru a oferi contrapresiune presiunii turgorului unui vacuol mare, iar celulele animale ar exploda în cele din urmă. Celulele animale pot să nu aibă vacuole sau pot avea mai multe vacuole, în funcție de funcția și nevoile celulei.

În loc să funcționeze ca elemente structurale, vacuolele din celulele animale sunt mici și își petrec cea mai mare parte a timpului asigurând transportul în și din celulă pentru diverse materiale organice. Există două tipuri de transport pe care le asigură vacuolele: exocitoza și endocitoza.

Exocitoza este metoda prin care vacuolele mișcă materialele din celulă. Aceste materiale sunt adesea materiale nedorite, cum ar fi deșeurile sau molecule care sunt destinate altor celule sau fluidului extracelular. În timpul exocitozei, vacuolele pregătesc unele molecule pentru a elibera semnale care vor fi primite de alte celule, care vor recupera acele molecule.

Endocitoza este procesul invers al exocitozei, în care vacuolele ajută la aducerea materiei organice în celula animală. În cazul moleculelor de semnalizare care au fost ambalate și eliberate de vacuola unei celule, un vacuol al unei celule diferite poate primi molecula și o poate aduce în celulă.

Endocitoza este o funcție importantă pentru vacuolul din celulele animale, deoarece contribuie la imunitatea împotriva bolilor contagioase. Vacuolele pot aduce bacterii și alți microbi în celule, păstrând în același timp restul celulei în siguranță. În interiorul vacuolului, enzimele lucrează la descompunerea agenților patogeni periculoși.

Vacuolele protejează de asemenea animalele de boli și pericole în același mod prin descompunerea potențialelor produse de alimente și alte toxine, cu bariera tonoplastului care păstrează moleculele ofensatoare de restul celulă.