Vacuole

Această intrare sau secțiune privind fiziologia și citologia plantelor nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Vacuole care conțin antocianine (colorate în roz) în celulele epidermice plasmolizate ale Tradescantiei

Vacuolele ^[1] sunt organite celulare caracteristice celulelor vegetale dar prezente sporadic în alte organisme ( ciuperci , protozoare). Termenul vacuol sau vacuol autofagic , pe de altă parte, indică un tip de lizozom în celula animală.

Pe scurt, acestea sunt vezicule delimitate de o membrană fosfolipidică numită tonoplast și care cuprinde o soluție apoasă, sucul vacuolar .

Celulele de plante mature conțin în general un vacuol mare care ocupă între 80% și 90% din volumul intern al celulei; în celulele tinere, pe de altă parte, vacuolele sunt mici și numeroase și tind să se îmbine pe măsură ce celula crește.

Vacuolele sunt vezicule care conțin apă și diverse substanțe. Când vacuolele sunt umflate cu apă, frunza este întinsă, dar dacă conțin puțină apă, frunza pare moale; în primul caz planta este bine tulbure, în al doilea se ofileste. Uneori, în celulele adulte vacuolele se umplu cu substanțe nutritive de rezervă (de exemplu amidon în celulele cartofului).

Structura

Vacuolul face parte din sistemul endomembranar , care include și aparatul Golgi , reticulul endoplasmatic și membrana celulară ^[2] .

Vacuolul este înconjurat de tonoplast, o membrană plasmatică asimetrică formată din fosfoglicolipide libere și steroli, foarte importantă în reglarea enzimatică și în transportul selectiv al substanțelor peste membrană. Tonoplastul separă vacuolul de citosol. Cele Proteinele inserate în stratul lipidic al tonoplast sunt , în principal de transport ( V-ATPases și VAPPases), printre care aquaporins , care fac parte din TIPS (proteine intrinseci ale tonoplast), trebuie amintit. TIP-urile sunt cele mai abundente proteine ​​din tonoplast și sunt esențiale la intrarea apei în vacuol. Proteinele intrinseci ale tonoplastului sunt, de asemenea, utile pentru diferențierea diferitelor tipuri de vacuole între ele. De fapt, TIP-urile α și δ sunt caracteristice vacuolelor de rezervă proteică (PSV Protein Storage Vacuoles) în timp ce γ TIP-urile sunt tipice vacuolelor litice , acolo unde sunt prezente. ^[2]

Sucul vacuolar, în celulele vegetale, este format în principal din:

• apă
• ioni minerali (potasiu, clor, sodiu, calciu, fosfat, nitrat, sulfat) și substanțe solubile în apă (monozaharide, dizaharide și trizaharide)
• metaboliți secundari ( alcaloizi , terpenoizi , fenoli ) implicați în apărarea plantei de agenții patogeni
• acizi organici (de exemplu citric, acid malic), glicozide, taninuri
• pigmenți flavonoizi ( antociani - pigmenți roșu până la violet - flavone , flavonoli )
• proteine , de exemplu în semințe
• substanțe de rezervă (zaharuri sau lipide).

Sucul vacuolar are un pH cuprins între 4,5 și 5,5, care este mai acid decât cel al citoplasmei. Această diferență se datorează prezenței acizilor organici și servește pentru a facilita activitatea diferitelor enzime caracteristice vacuolului (cum ar fi cele hidrolitice). O deversare de suc vacuolar în interiorul citosolului ar duce la consecințe grave pentru celula plantei. ^[3]

Iată o fotografie a unei celule vegetale

Vacuolul poate conține, de asemenea, solide, în principal minerale, cum ar fi cristale de oxalat de calciu.

Origine

Studiul formării vacuolelor este complex: ipoteza cea mai acreditată este cea definită ca GERL (golgi, reticul endoplasmatic, lizozom).

Vacuolul mare al unei celule vegetale provine din fuziunea diferitelor organite numite provacuole. La rândul lor, provacolele sunt formate prin fuziunea membranelor tubulare care provin dintr-o anumită regiune a reticulului endoplasmatic (RE) asociat cu fața trans a Golgi . Aceste membrane sunt bogate în enzime lizozomale, care degradează materialul citoplasmatic și membranele care, în timpul înfășurării membranelor tubulare, au fost prinse în interior.

Funcții

Cu toate acestea, o mare simplitate structurală este contrastată de o multitudine de funcții în vacuol:

• FUNCȚIA DE REZERVARE Vacuolul poate conține carbohidrați, grăsimi și proteine. O altă funcție importantă a vacuolului este aceea de a susține celula, atunci când apa este absentă, planta nu va fi turgentă.
• FUNCȚIA VASILARĂ Vacuolul poate conține pigmenți colorați (de exemplu, antociani și flavone ) care, prin urmare, dau culoare petalelor de exemplu pentru a atrage insecte polenizatoare sau pentru fructe pentru a atrage animale care, hrănindu-se cu fructele, vor asigura apoi diseminarea.
• FUNCȚIA OSMOTICĂ Vacuolul, prin variația concentrației sucului vacuolar, influențează mișcarea osmotică a apei între interiorul și exteriorul celulei. Reglează turgul celular care, la rândul său, determină creșterea celulară și sprijinul organelor tinere.
• FUNCȚIA „DIGESTIVĂ” Vacuolul poate conține enzime litice capabile să descompună molecule mari sau organite întregi.
• FUNCȚIA DE ACUMULARE A CATABOLITELOR
• FUNCȚIA DISTRIBUTIVĂ a cloroplastelor împotriva peretelui celular, pentru a maximiza eficacitatea acestora.

Vacuolele vegetale sunt foarte asemănătoare veziculelor animale, dar au dimensiuni mai mari și îndeplinesc numeroase funcții, printre care, în principal, cea de susținere, în plus cea de rezervă, a apei și a altor substanțe dizolvate sau dispersate diferit în ea.

Sucul vacuolar poate acumula substanțe reziduale din procesele metabolice, cum ar fi acidul oxalic, până la precipitarea acestuia din urmă. Cristalele de oxalat sunt markeri importanți pentru recunoașterea medicamentelor pe bază de plante.

Funcția principală a vacuolei, adică cea a rezervei de energie, nu ar trebui înțeleasă ca o funcție îndeplinită ca stocare statică. Multe molecule, prin sisteme de transport active , intră în vacuol și participă la reacții enzimatice, apoi scapă din vacuol.

Metabolism secundar

Vacuolul are, de asemenea, o mare importanță în dezvoltarea și depozitarea metaboliților secundari . Aceasta este cea mai interesantă funcție pentru sectorul farmaceutic. Acțiunea tonoplastului și mediul sucului vacuolar creează mediul ideal pentru acumularea diferitelor molecule hidrofile ( alcaloizi , flavonoizi , polifenoli , fenoli , glicozide , zaharuri ). Conservarea lor în vacuol le permite să fie menținute separate (sau în concentrații moderate) în citosol, pentru a nu modifica echilibrele celulare.

În ultimii ani, au fost identificate diferite vacuole pentru tipurile de substanțe din ele. Unele vacuole extracelulare sunt prezente în secrețiile laticiferelor (acumulări de izopren utilizate în gingiile vegetale).

Vacuole în ciuperci

Vacuolele din celulele fungice îndeplinesc funcții similare cu cele din plante și pot exista mai multe vacuole pe celulă. În celulele de drojdie, vacuolul este o structură dinamică care își poate schimba rapid morfologia. Acestea sunt implicate în multe procese, inclusiv homeostazia pH-ului celular și a concentrației de ioni, osmoregularea, procesele de degradare și stocarea aminoacizilor și polifosfaților. Ionii toxici, cum ar fi stronțiul (Sr ²⁺ ), cobaltul (II) (Co ²⁺ ) și plumbul (II) (Pb ²⁺ ) sunt transportați în vacuol pentru a-i izola de restul celulei ^[4] .

Vacuole în protiști

Mulți protiști de apă dulce au vacuole contractile care, prin pomparea apei și a substanțelor conținute în ea, determină fluxurile și fluxurile, deci schimbul, între cavitățile interne și mediul apos extern.

Notă

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe vacuole

linkuri externe

• (EN) Vacuole on Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul de biologie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biologie