Вакуоли - это один из типов микроскопических клеточных структур, называемых органеллами. И растительные, и животные клетки могут содержать вакуоли, но вакуоли гораздо более распространены в растительных клетках. Они также намного больше в растительных клетках и часто занимают много места внутри клетки.
Клетки животных не всегда имеют вакуоль, и в большинстве случаев никогда не бывает большой вакуоли, потому что это может нанести вред клетке и нарушить функционирование остальной части клетки. Вместо этого в клетках животных может быть несколько очень маленьких вакуолей.
Вакуоли выполняют множество функций в обоих типах клеток, но они играют особенно важную роль для растений.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Вакуоль - это тип органелл, присутствующих в эукариотических клетках. Это мешок, окруженный единственной мембраной, называемой тонопластом. Вакуоли выполняют множество функций в зависимости от потребностей клетки.
В клетках животных они маленькие и обычно транспортируют материалы в клетку и из нее. В клетках растений вакуоли используют осмос для поглощения воды и набухания до тех пор, пока они не создадут внутреннее давление на стенку клетки. Это обеспечивает стабильность и поддержку клеток.
Строение вакуоли
Вакуоль - это разновидность органелл, называемых пузырьками. Что отличает вакуоли от других видов пузырьков, так это их относительный размер и продолжительность жизни. Вакуоль - это мешок, окруженный единственной мембраной, называемой тонопласт.
Эта мембрана вакуоли структурно напоминает плазматические мембраны которые окружают каждую клетку. Клеточная мембрана постоянно регулирует, что входит и выходит из клетки, а что должно оставаться снаружи или внутри; он использует белковые насосы, чтобы подталкивать материю внутрь или наружу, и белковые каналы, чтобы позволить или заблокировать вход или выход вещества.
Подобно плазматической мембране клетки, тонопласт также регулирует приток и отток молекул и микробов с помощью белковых насосов и белковых каналов. Однако тонопласт не регулирует входы и выходы в клетки, а вместо этого действует как охрана для того, какие виды веществ могут проходить в вакуоли и из них.
Вакуоли обладают способностью изменять свою функцию в соответствии с потребностями клетки. Для этого их основная стратегия - изменить размер или форму. Например, растительные клетки часто имеют большую вакуоль, которая занимает значительную часть пространства внутри клетки, потому что вакуоль накапливает воду. Центральная вакуоль в растительных клетках часто занимает от 30 до 90 процентов площади клетки. Это количество меняется по мере изменения потребностей завода в хранении и поддержке.
Роль вакуоли в эукариотических клетках
Эукариотический клетки включают все клетки, которые имеют ядро и другие мембраносвязанные органеллы. Эукариотические клетки участвуют в делении клеток в процессах митоза и мейоза. Напротив, прокариотический клетки, как правило, представляют собой одноклеточные организмы, лишенные каких-либо мембраносвязанных органелл, и которые размножаются бесполым путем посредством бинарного деления. Все клетки животных и растений являются эукариотическими клетками.
Существует огромное количество видов растений и животных. Кроме того, для любого отдельного растения или животного обычно существует ряд различных систем и органов, каждая со своими типами клеток.
Конкретные потребности клетки в очень адаптируемой вакуоли зависят от работы этой клетки и от условий окружающей среды в организме растения или животного в любой момент времени. Некоторые из этих функций вакуолей включают:
- Хранение воды
- Обеспечение барьера для веществ, которые необходимо отделить от остальной части клетки
- Удаление, уничтожение или хранение токсичных веществ или отходов для защиты остальной части клетки
- Удаление неправильно свернутых белков из клетки
Роль вакуоли в клетках растений
Растения используют вакуоли иначе, чем животные или другие организмы. Уникальные функции вакуолей в растительных клетках помогают растениям делать много вещей, например расти вверх на твердой почве. стебли, тянутся к солнечному свету и получают от него энергию, а также защищаются от хищников и засухи.
Растительные клетки обычно содержат одну большую вакуоль, которая заполняет больше места внутри клетки, чем любая другая органелла. Вакуоль растительной клетки состоит из тонопласта, который образует мешок вокруг жидкости, называемой клеточный сок. Клеточный сок содержит воду и ряд других веществ. Они могут включать:
- Соли
- Ферменты
- Сахар и другие углеводы
- Липиды
- Ионы
Клеточный сок также может содержать токсины, которые вакуоль помогла удалить из остальной части клетки. Эти токсины могут действовать как механизм самозащиты некоторых растений от травоядных.
Концентрация ионов в клеточном соке - полезный инструмент для перемещения воды в вакуоль и из нее посредством осмоса. Если концентрация ионов в вакуоли выше, вода перемещается через тонопласт в вакуоль. Если концентрация ионов выше в цитоплазме вне вакуоли, вода выходит из вакуоли. Вакуоль увеличивается или уменьшается по мере того, как вода перемещается в нее или выходит из нее.
Процесс осмоса для управления размером вакуоли приводит к желательному внутреннему давлению на клеточную стенку. Это известно как тургорное давление, и это стабилизирует клетку и увеличивает структуру растения. Повышение тургорного давления вакуоли также может помочь стабилизировать клетку в периоды роста клеток. Большая вакуоль также выполняет функцию поддержания клеточной структуры, загоняя другие органеллы в их оптимальные места внутри клетки.
Роль вакуоли в клетках животных
В то время как растительные вакуоли легко идентифицировать из-за большого пространства, которое они занимают внутри клетки, животным клеткам не выгодна большая центральная вакуоль. Это особенно верно, потому что клетки животных не имеют клеточной стенки, обеспечивающей противодействие тургорному давлению большой вакуоли, и клетки животных в конечном итоге лопаются. Клетки животных могут не иметь вакуолей или иметь несколько вакуолей, в зависимости от функции и потребностей клетки.
Вместо того, чтобы действовать как структурные элементы, вакуоли в клетках животных имеют небольшие размеры и проводят большую часть своего времени, обеспечивая транспортировку в клетку и из клетки для различных органических материалов. Вакуоли обеспечивают два вида транспорта: экзоцитоз а также эндоцитоз.
Экзоцитоз это метод, с помощью которого вакуоли перемещают материалы из клетки. Эти материалы часто представляют собой нежелательные материалы, такие как отходы или молекулы, предназначенные для других клеток или внеклеточной жидкости. Во время экзоцитоза вакуоли подготавливают некоторые молекулы для выпуска сигналов, которые будут получены другими клетками, которые будут извлекать эти молекулы.
Эндоцитоз - это процесс, обратный экзоцитозу, при котором вакуоли помогают переносить органические вещества в клетку животного. В случае сигнальных молекул, которые были упакованы и высвобождены вакуолью клетки, вакуоль другой клетки может получить молекулу и доставить ее в клетку.
Эндоцитоз - важная функция вакуоли в клетках животных, поскольку она способствует иммунитету от заразных болезней. Вакуоли могут переносить бактерии и другие микробы в клетки, сохраняя при этом безопасность остальной части клетки. Внутри вакуоли ферменты разрушают опасные патогены.
Вакуоли также защищают животных от болезней и опасностей, расщепляя потенциально пищевые продукты. и других токсинов, с барьером тонопласта, защищающим молекулы-нарушители от остальной части клетка.