Вакуолі - це один з типів мікроскопічної клітинної структури, який називається органелою. Як рослинні, так і тваринні клітини можуть містити вакуолі, але вакуолі набагато більш поширені в рослинних клітинах. Вони також набагато більші у рослинних клітинах і часто займають багато місця всередині клітини.
Клітини тварин не завжди мають вакуолю, і більшість ніколи не мають великої вакуолі, оскільки це може завдати шкоди клітині та порушити функціонування решти клітини. Натомість клітини тварин можуть мати кілька дуже маленьких вакуолей.
Вакуолі мають багато функцій в обох типах клітин, але вони відіграють особливо важливу роль для рослин.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Вакуоля - це тип органел, який присутній в еукаріотичних клітинах. Це мішок, оточений єдиною мембраною, яка називається тонопластом. Вакуолі виконують багато функцій, залежно від потреб клітини.
У клітинах тварин вони невеликі і зазвичай транспортують матеріали до клітини та з неї. У рослинних клітинах вакуолі використовують осмос для поглинання води і набухання, поки вони не створюють внутрішній тиск на клітинну стінку. Це забезпечує стабільність та підтримку клітин.
Будова вакуолі
Вакуоля - це свого роду органела, яка називається везикулою. Що відрізняє вакуолі від інших видів пухирців, це їх відносний розмір і тривалість життя. Вакуоля - це мішечок, оточений єдиною мембраною, яка називається a тонопласт.
Ця вакуольна мембрана структурно нагадує плазматичні мембрани що оточують кожну клітинку. Клітинна мембрана постійно регулює те, що рухається в клітину і виходить з неї, а що повинно залишатися поза або в ній; він використовує білкові насоси для виштовхування речовини всередину або назовні, а білкові канали дозволяють або перекривають вхід або вихід речовини.
Як і плазматична мембрана клітини, тонопласт також регулює приплив і відтік молекул і мікробів за допомогою білкових насосів і білкових каналів. Однак тонопласт не регулює входи та виходи в клітини, а замість цього виконує роль охоронця того, яким речовинам дозволено проходити до і з вакуолей.
Вакуолі мають здатність змінювати свою функцію для задоволення потреб клітини. Для цього їхньою основною стратегією є зміна розміру або форми. Наприклад, рослинні клітини часто мають велику вакуолю, яка займає значну частину простору всередині клітини, оскільки в ній зберігається вода. Центральна вакуоля в рослинних клітинах часто займає від 30 до 90 відсотків площі всередині клітини. Ця кількість змінюється в міру зміни потреб у сховищі та підтримці заводу.
Роль вакуолі в еукаріотичних клітинах
Еукаріотичний клітин включають усі клітини, що мають ядро та інші органели, пов’язані з мембраною. Еукаріотичні клітини беруть участь у поділі клітин за допомогою процесів мітозу та мейозу. На відміну, прокаріотичний клітини - це, як правило, одноклітинні організми, у яких відсутні будь-які зв’язані з мембраною органели, і які безстатево розмножуються шляхом бінарного поділу. Всі клітини тварин і рослин є клітинами еукаріотів.
Існує велика кількість видів рослин і тварин. Крім того, для будь-якої окремої рослини чи тварини, як правило, існує цілий ряд різних систем органів та органів, кожен із яких має свої типи клітин.
Особливі потреби клітини у дуже пристосованій вакуолі залежать від роботи цієї клітини та умов навколишнього середовища в організмі рослини чи тварини у будь-який момент. Деякі з цих функцій вакуолі включають:
- Зберігання води
- Забезпечує бар’єр для речовин, які потрібно відокремити від решти клітини
- Видалення, знищення або зберігання токсичних речовин або відходів для захисту решти клітини
- Видалення з клітини неправильно складених білків
Роль вакуолі в рослинних клітинах
Рослини використовують вакуолі не так, як тварини чи інші організми. Унікальні функції вакуолей у рослинних клітинах допомагають рослинам робити багато речей, наприклад, рости вгору на твердому тілі стебла, тягнуться до сонячного світла і набувають з нього енергію, а також захищають себе від хижаків і посухи.
Рослинні клітини зазвичай містять одну велику вакуолю, яка заповнює більше місця в клітині, ніж будь-яка інша органела. Вакуоля рослинної клітини складається з тонопласта, який утворює мішок навколо рідини, що називається клітинний сік. Клітинний сік містить воду та ряд інших речовин. Вони можуть включати:
- Солі
- Ферменти
- Цукор та інші вуглеводи
- Ліпіди
- Іони
Клітинний сік також може містити токсини, які вакуоль допомогла вивести з решти клітини. Ці токсини можуть діяти як механізм самозахисту деяких рослин проти рослиноїдних.
Концентрація іонів у клітинному соку є корисним інструментом для переміщення води в і з вакуолі через осмос. Якщо концентрація іонів вище у вакуолі, вода рухається через тонопласт у вакуолю. Якщо концентрація іонів у цитоплазмі за межами вакуолі вища, вода рухається з вакуолі. Вакуоля збільшується або стискається, коли вода рухається всередину або з неї.
Процес осмосу для управління розміром вакуолі призводить до бажаної величини внутрішнього тиску на клітинну стінку. Це відомо як тургорний тиск, а це стабілізує клітину і збільшує структуру рослини. Підвищення тургорного тиску вакуолі також може допомогти стабілізувати клітину в періоди росту клітин. Велика вакуоль також виконує функцію підтримки клітинної структури шляхом скупчення інших органел в їх оптимальні місця всередині клітини.
Роль вакуолі в клітинах тварин
Хоча рослинні вакуолі легко ідентифікувати через велику кількість місця, яке вони займають усередині клітини, клітини тварин не отримали б користі від великої центральної вакуолі. Це особливо вірно, оскільки клітини тварин не мають клітинної стінки, щоб забезпечити протитиск тиску тургору великої вакуолі, і клітини тварин з часом розірвуться. У клітинах тварин може не бути вакуолей, або вони можуть мати кілька вакуолей, залежно від функції та потреб клітини.
Замість того, щоб діяти як структурні елементи, вакуолі в клітинах тварин малі і витрачають більшу частину свого часу, забезпечуючи транспортування в клітину та з неї різних органічних матеріалів. Вакуолі забезпечують два види транспорту: екзоцитоз і ендоцитоз.
Екзоцитоз - метод, за допомогою якого вакуолі переміщують матеріали з клітини. Ці матеріали часто є небажаними матеріалами, такими як відходи, або молекули, які призначені для інших клітин або позаклітинної рідини. Під час екзоцитозу вакуолі готують деякі молекули для вивільнення сигналів, які прийматимуть інші клітини, які будуть отримувати ці молекули.
Ендоцитоз є зворотним процесом екзоцитозу, при якому вакуолі допомагають заносити органічні речовини в клітину тварини. У разі передачі сигнальних молекул, упакованих і вивільнених вакуоллю клітини, вакуоля іншої клітини може прийняти молекулу і ввести її в клітину.
Ендоцитоз є важливою функцією вакуолі в клітинах тварин, оскільки він сприяє імунітету від заразних хвороб. Вакуолі можуть заносити бактерії та інші мікроби в клітини, зберігаючи решту клітини в безпеці. Усередині вакуолі ферменти працюють над розщепленням небезпечних патогенів.
Вакуолі також однаково захищають тварин від хвороб та небезпеки, розкладаючи потенційний харчовий продукт та інші токсини, при цьому бар’єр тонопласту утримує молекули-порушники від решти частин клітинку.