Vacuola's

Wat zijn vacuolas?

Vacuola's zijn intracellulaire organellen die worden gescheiden van de cytosolische omgeving door middel van een membraan. Ze worden aangetroffen in veel verschillende soorten cellen, zowel prokaryoten als eukaryoten, evenals in eencellige en meercellige organismen.

De term "vacuola" werd bedacht door de Franse bioloog Félix Dujardin in 1841, om te verwijzen naar een "lege" intracellulaire ruimte die in een protozoa werd waargenomen. Vacuoles zijn echter bijzonder belangrijk in planten en het is in deze levende wezens die in meer detail zijn bestudeerd.

Eukaryot cel vacuüm

In de cellen waar ze zijn, oefenen de vacuolen veel verschillende functies uit. Het zijn bijvoorbeeld zeer veelzijdige organellen en hun functies zijn vaak afhankelijk van het type cel, het type weefsel of orgaan waartoe ze behoren en het levensstadion van het organisme.

Vacuolen kunnen dus functies uitoefenen bij de opslag van energie -stoffen (voedsel) of ionen en andere opgeloste stoffen, bij het elimineren van afvalstoffen, bij de internalisatie van gassen voor flotatie, bij de opslag van vloeistoffen, bij het behoud van het onderhoud van het onderhoud van het onderhoud van het onderhoud van het onderhoud van het onderhoud van het onderhoud van het onderhoud van het onderhoud van het onderhoud van het onderhoud van het onderhoud van pH, onder andere.

In gisten, bijvoorbeeld, gedragen vacuolen zich als de tegenhanger van lysosomen in dierlijke cellen, omdat ze vol zijn met hydrolytische en proteolytische enzymen die hen helpen verschillende soorten moleculen binnen te verslaan.

Het is over het algemeen bolvormige organellen waarvan de grootte varieert met de soort en met het celtype. Het membraan, bekend in planten zoals TonePlast, heeft verschillende soorten bijbehorende eiwitten, waarvan veel gerelateerd zijn aan transport van en naar binnen de vacuola.

Vacuola's structuur

Schema van een plantencel waar de vacuola en het membraan worden aangegeven, de toon (Bron: Mariana Ruiz [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

Vacuola's zijn te vinden in verschillende organismen zoals alle terrestrische planten, algen en de meeste schimmels. Ze zijn ook gevonden in veel protozoa, en soortgelijke "organellen" zijn beschreven in sommige soorten bacteriën.

De structuur ervan, zoals verwacht, hangt vooral af van zijn functies, vooral als we denken aan uitgebreide membraaneiwitten die de doorgang van verschillende stoffen naar het interieur of de buitenkant van de vacuola mogelijk maken.

Desondanks kunnen we de structuur van een vacuole generaliseren als een sferische cytosolische organel die is samengesteld uit een membraan en een interne ruimte (lumen).

Kan u van dienst zijn: spermatogenese

Vacuolair membraan

De meest opvallende kenmerken van de verschillende soorten vacuolen zijn afhankelijk van het vacuolaire membraan. In planten staat deze structuur bekend als de toon en oefent niet alleen een interface of scheidingsfuncties uit tussen de cytosolische en luminale componenten van de vacuole, maar is, net als het plasmamembraan, een membraan met selectieve permeabiliteit.

In verschillende vacuolen wordt het vacuolaire membraan gekruist door verschillende membraan uitgebreide eiwitten die functies hebben in protonen, in eiwittransport, in het transport van oplossingen en bij de vorming van kanalen.

Paramecio, hun vacuolen worden blauw geverfd. Bron: StJepo [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]

Dus, zowel in het membraan van de vacuolen die aanwezig zijn in groenten en in die van protozoa, gisten en schimmels, de aanwezigheid van eiwitten en:

• Protonen pompen of h+-atpasas
• Pyrofosfaten of H+-pasa's protonen bommen
• Protonen anti -transporters (Na+/K+; Na+/H+; Ca+2/H+)
• ABC Family Transporters (ATP-bindende cassette Transporters))
• Multidrogy- en toxins -transporters
• Zware metalen transporters
• Vacuolaire suikertransporters
• Watertransporters

Vacuolair lumen

Het interieur van de vacuolen, ook bekend als vacuolair lumen, is een over het algemeen vloeibaar medium, vaak rijk aan verschillende soorten ionen (met positieve lading en negatieve belasting).

Vanwege de bijna gegeneraliseerde aanwezigheid van protonische pompen in het vacuolaire membraan, is het lumen van deze organellen gewoonlijk een zure ruimte (waar een groot aantal waterstofionen is).

Vacuolas biogenese

Veel experimenteel bewijs suggereert dat eukaryotcelvacuolen afkomstig zijn van interne routes van biosynthese en endocytose. Eiwitten die in het vacuolaire membraan zijn ingevoegd, komen bijvoorbeeld afkomstig van de vroege secretoire route, die plaatsvindt in de compartimenten die overeenkomen met het endoplasmatisch reticulum en het Golgi -complex.

Bovendien treden tijdens het vacuolas -vormingsproces gebeurtenissen endocytose -gebeurtenissen op uit het plasmamembraan, autofagie -gebeurtenissen en directe transportgebeurtenissen van het cytosol tot vacuolair lumen.

Na hun vorming komen alle eiwitten en moleculen die zich binnen de vacuolen bevinden, voornamelijk dankzij de transportsystemen die verband houden met het endoplasmatische reticulum en het Golgi -complex, waar de fusie van transportvijnen kan optreden met het vacuolaire membraan.

Evenzo nemen transporteiwitten in het vacuolasmembraan actief deel aan de uitwisseling van stoffen tussen cytosolische en vacuolaire compartimenten.

Vacuolas -functies

Stof van een plant- en hoofdcelorganellen

In planten

In plantencellen bezetten vacuolen in veel gevallen meer dan 90% van het totale cytosolische volume, dus het zijn organellen die nauw verwant zijn aan celmorfologie. Draag bij aan celuitbreiding en de groei van groenteorganen en weefsels.

Kan u van dienst zijn: metafase

Omdat plantencellen lyosomen missen, oefenen vacuolen zeer vergelijkbare hydrolytische functies uit, omdat ze werken in de afbraak van verschillende extra en intracellulaire verbindingen.

Ze hebben belangrijke functies bij het transport en de opslag van stoffen zoals organische zuren, glycosiden, glutathionconjugaten, alkaloïden, anthocyanen, suikers (hoge concentraties van mono, DI en oligosachariden), ionen, aminozuren, secundaire metabolieten, enz.

Groentevacuola's nemen ook deel aan de ontvoering van giftige verbindingen en zwaar metaal zoals cadmium en arseen. Bij sommige soorten hebben deze organellen ook nuclease -enzymen, die werken in de verdediging van cellen tegen pathogenen.

Veel auteurs geloven dat groente -vacuola's worden geclassificeerd als vegetatieve (lithische) of eiwitopslag vacuolen. In de zaden zijn de opslagvacuolen degenen die overheersen, terwijl in de rest van de weefsels de vacuolen lithisch of vegetatief zijn.

In protozoa

De contractiele vacuolen van protozoa voorkomen cellysis als gevolg van osmotische effecten (gerelateerd aan de concentratie van intracellulaire en extracellulaire opgeloste stoffen) door periodiek overtollig water in de cellen te elimineren wanneer ze een kritische grootte bereiken (om te exploderen); dat wil zeggen, ze zijn osmoregulators organelles.

In gisten

De vacuola van gisten is van het grootste belang voor de autofagische processen, dat wil zeggen binnen de recycling of eliminatie van de cellulaire verbindingen, evenals van de afwijkende eiwitten en andere moleculen (die zijn gelabeld voor hun "levering" in de vacuola).

Het werkt bij het handhaven van de mobiele pH en bij de opslag van stoffen zoals ionen (het is erg belangrijk voor calciumhomeostase), fosfaten en polyfosfaten, aminozuren, enz. De vacuola van gisten neemt ook deel aan de "Pexofagia", het proces van afbraak van volledige organellen.

Soorten vacuoles

Er zijn vier hoofdtypen vacuola's, die voornamelijk worden onderscheiden door hun functies. Sommigen met kenmerken van sommige bepaalde organismen, terwijl anderen breder zijn verspreid.

Spijsvertering vacuola's

Dit type vacuola is het voornamelijk gevonden in protozoaire organismen, hoewel ze ook zijn gevonden in sommige "lagere" dieren en in de fagocytische cellen van sommige "superieure" dieren.

Kan u van dienst zijn: Axonema: kenmerken en compositie

Het interieur is rijk aan spijsverteringsenzymen die in staat zijn eiwitten en andere stoffen te afbreken voor voedseldoeleinden, omdat wat wordt afgebroken wordt getransporteerd naar cytosol, waar het voor verschillende doeleinden wordt gebruikt.

Opslagvacuola's

In het Engels staan ​​ze bekend als "SAP -vacuoles'En zij zijn degenen die plantencellen karakteriseren. Het zijn compartimenten vol vloeistof en het membraan (de toon) heeft complexe transportsystemen voor de uitwisseling van stoffen tussen lumen en cytosol.

In onrijpe cellen zijn deze vacuolen klein en als de rijpe plant fuseren ze om een ​​grote centrale vacuola te vormen.

Binnen bevatten ze water, koolhydraten, zouten, eiwitten, afvalproducten, oplosbare pigmenten (anthocyanines en antoxantijnen), latex, alkaloïden, enz.

Pulserende of contractiele vacuola's

Contractiele of pulserende vacuola's zijn te vinden in veel eencellige protisten en algen van zoet water. Ze zijn gespecialiseerd in het osmotische onderhoud van de cellen en hiervoor hebben ze een zeer flexibel membraan, dat de verdrijving van vloeistof of de introductie van hetzelfde mogelijk maakt.

Om hun functies uit te oefenen, doorloopt dit type vacuola's continue cyclische veranderingen waarin ze geleidelijk zwellen (ze zijn gevuld met vloeistof, een proces dat bekend staat als diastole) totdat ze een kritieke grootte bereiken.

Afhankelijk van de voorwaarden en celvereisten, samentrekt de vacuola plotseling (leeg, een proces dat bekend staat als systole), waardoor al zijn inhoud naar de extracellulaire ruimte wordt verdreven.

Lucht- of gasvacuola's

Dit type vacuola is alleen beschreven in prokaryotische organismen, maar verschilt van de rest van de eukaryotische vacuola's waarin het niet wordt afgebakend door een typisch membraan (prokaryotische cellen hebben geen interne membraansystemen).

Gasvacuola's of "pseudovacuolas" in de lucht zijn een reeks kleine structuren vol gassen die worden geproduceerd tijdens bacteriële metabolisme en zijn bedekt met een laag eiwit. Deze hebben functies in flotatie, bij stralingsbescherming en mechanische weerstand.

Referenties

1. Eisenach, c., Francisco, r., & Martinoia, en. (N.D.)). Vacuolen plan. Huidige biologie, 25(4), R136-R137.
2. Lodish, h., Berk, een., Kaiser, c. NAAR., Krieger, m., Bretscher, een., Plaath, h.,... Martin, K. (2003). Moleculaire celbiologie (5e ed.)). Freeman, W. H. & Bedrijf.
3. Martinoia, E., Mimura, t., Hara-Nishimura, ik., & Shiratake, k. (2018). De veelzijdige rollen van plantenvacuolen. Planten- en celfysiologie, 59(7), 1285-1287.
4. Matile, P. (1978). Biochemie en functie van vacuoles. Jaaroverzicht van plantfysiologie, 29(1), 193-213.
5. Poppen, g. D., & Brandt, p. W. (1958). De fijne structuur van de contractiele vacuole in amoeba. Journal of Cell Biology, 4(4), 485-488.