Vákuolá

Čo sú vákuy?

Vacuoly sú intracelulárne organely, ktoré sú oddelené od cytosolického prostredia pomocou membrány. Nachádzajú sa v mnohých rôznych typoch buniek, prokaryotov aj eukaryotov, ako aj v jednobunkových a mnohobunkových organizmoch.

Termín „Vacuola“ bol vytvorený francúzskym biológom Félixom Dujardinom v roku 1841, aby sa odvolával na „prázdny“ intracelulárny priestor, ktorý pozoroval vo vnútri protozoanu. Vákuy sú však obzvlášť dôležité v rastlinách a práve v týchto živých bytostiach boli podrobnejšie študované.

Eukaryot buniek vákuum

V bunkách, kde sa nachádzajú, vakuoly vykonávajú mnoho rôznych funkcií. Napríklad sú to veľmi všestranné organely a ich funkcie často závisia od typu bunky, typu tkaniva alebo orgánu, ku ktorému patria, a životného štadióna organizmu.

Vákuy môžu teda cvičiť funkcie pri skladovaní energetických látok (potravín) alebo iónov a iných rozpustených látok, pri odstraňovaní odpadových materiálov, pri internalizácii plynov na flotáciu, pri skladovaní kvapalín, pri údržbe údržby PH, okrem iného.

Napríklad v kvasinkách sa vakuoly správajú ako náprotivok lyzozómov v živočíšnych bunkách, pretože sú plné hydrolytických a proteolytických enzýmov, ktoré im pomáhajú degradovať rôzne typy molekúl vo vnútri.

Všeobecne sú to sférické organely, ktorých veľkosť sa líši v závislosti od druhu a typu bunky. Jeho membrána, známa v rastlinách, ako je tonePlast, má rôzne typy pridružených proteínov, z ktorých mnohé súvisia s transportom do az vnútri vákuky.

Vakuolová štruktúra

Schéma rastlinnej bunky, kde sú uvedené vakuola a jej membrána, tón (zdroj: Mariana Ruiz [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)] Via Wikimedia Commons)

Vákuky sa nachádzajú v rôznych organizmoch, ako sú všetky suchozemské rastliny, riasy a väčšina húb. Boli tiež nájdené v mnohých protozoa a podobné „organely“ boli opísané u niektorých druhov baktérií.

Jeho štruktúra, ako sa očakávalo, závisí najmä od jej funkcií, najmä ak uvažujeme o komplexných membránových proteínoch, ktoré umožňujú priechod rôznych látok smerom k interiéru alebo vonkajšej časti vakuoly.

Napriek tomu môžeme zovšeobecniť štruktúru vakuolu ako sférickú cytosolickú organelu, ktorá sa skladá z membrány a vnútorného priestoru (lúmen).

Môže vám slúžiť: spermatogenéza

Vákuová membrána

Najvýznamnejšie charakteristiky rôznych typov vakuoly závisia od vákuovej membrány. V rastlinách je táto štruktúra známa ako tón a nielen cvičenie rozhrania alebo separačné funkcie medzi cytosolickými a luminálnymi zložkami vakuoly, ale rovnako ako plazmatická membrána, je to membrána so selektívnou priepustnosťou.

V rôznych vakuolách je vákuová membrána krížená rôznymi komplexnými proteínmi membrány, ktoré majú funkcie v protónoch čerpania, transportu bielkovín, pri transporte roztokov a pri tvorbe kanálov.

Paramecio, ich vakuoly sú farbené modrou farbou. Zdroj: Stjepo [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)]

Teda v membráne vakuol prítomných v zelenine, ako aj v rastline protozoa, kvasiniek a húb, prítomnosť proteínov a:

• Protóny alebo H+-ATPASA
• Pyrofosfátové alebo H+-Pasas protóny bomby
• Protóny anti -transportéry (Na+/K+; Na+/H+; Ca+2/H+)
• Prepravcovia rodiny ABC (Kazetka Prevodovka)
• Prepravcovia multidrogie a toxínov
• Transportéry ťažkých kovov
• Vysávač
• Vodné prepravky

Vákuový lúmen

Interiér vakuol, známy tiež ako vákuový lúmen, je všeobecne tekuté médium, často bohaté na rôzne typy iónov (s kladným nábojom a záporným zaťažením).

V dôsledku takmer zovšeobecnenej prítomnosti protonických čerpadiel vo vakuolárnej membráne je lúmen týchto organel bežne kyslým priestorom (kde je veľké množstvo vodíkových iónov).

Biogenéza vakuoly

Mnoho experimentálnych dôkazov naznačuje, že vakuoly Eukaryot buniek pochádzajú z vnútorných trás biosyntézy a endocytózy. Napríklad proteíny vložené do vakuolárnej membrány pochádzajú z skorej sekrečnej trasy, ktorá sa odohráva v kompartmentoch zodpovedajúcich endoplazmatickému retikulum a Golgimu komplexu.

Okrem toho, počas procesu tvorby vakuol, sa udalosti endocytózy látky vyskytujú z plazmatickej membrány, autofágových udalostí a priamych transportných udalostí z cytosolu po vákuový lumen.

Po ich tvorbe všetky proteíny a molekuly, ktoré sa nachádzajú vo vnútri vakuoly, prichádzajú hlavne vďaka transportným systémom súvisiacim s endoplazmatickým retikulom a Golgiho komplexom, kde sa zlúčenie transportných viničov môže vyskytnúť pri vakuolárnej membráne.

Podobne aj transportné proteíny umiestnené vo vákuovej membráne, aktívne sa zúčastňujú výmeny látok medzi cytosolickými a vakuolárnymi oddielmi.

Vákuové funkcie

Tkanina rastliny a organely z hlavných buniek

V rastlinách

Vo vákuoch rastlinných buniek zaberajú v mnohých prípadoch viac ako 90% celkového cytosolického objemu, takže ide o organely, ktoré úzko súvisia s morfológiou buniek. Prispievať k expanzii buniek a rastu rastlinných orgánov a tkanív.

Môže vám slúžiť: Metafáza

Keďže rastlinné bunky nemajú lyozómy, vakuoly cvičia veľmi podobné hydrolytické funkcie, pretože pracujú na degradácii rôznych extra a intracelulárnych zlúčenín.

Majú kľúčové funkcie v transporte a skladovaní látok, ako sú organické kyseliny, glykozidy, glutatiónové konjugáty, alkaloidy, antokyany, cukry (vysoké koncentrácie mono, di a oligosacharidov), ióny, aminokyseliny, sekundárne metabolity atď.

Zeleninové vakuoly sa tiež podieľajú na únose toxických zlúčenín a ťažkých kovov, ako sú kadmium a arzén. U niektorých druhov majú tieto organely tiež nukleázové enzýmy, ktoré pracujú na obrane buniek proti patogénom.

Mnoho autorov sa domnieva, že rastlinné vakuoly sú klasifikované ako vegetatívne (litériové) alebo bielkovinové vakuoly na ukladanie bielkovín. V semenách sú vakuoly skladovania, ktoré prevládajú, zatiaľ čo vo zvyšku tkanív sú vakuoly litériové alebo vegetatívne.

V protozoa

Kontraktilné vakuoly protozoA sa vyhýbajú lýze buniek v dôsledku osmotických účinkov (súvisiacich s koncentráciou intracelulárnych a extracelulárnych rozpustených látok) periodickým eliminovaním prebytočnej vody vo vnútri buniek, keď dosiahnu kritickú veľkosť (pri výbuchu); to znamená, že sú to organely osmoregulátorov.

V kvasinkách

Vacuola kvasiniek je nanajvýš dôležitá pre autofagické procesy, tj vo vnútri recyklácie alebo eliminácie bunkových zlúčenín, ako aj pre aberantné proteíny a ďalšie molekuly (ktoré sú označené pre svoje „dodanie“ vo vakuole).

Pracuje na udržiavaní pH buniek a pri skladovaní látok, ako sú ióny (je veľmi dôležité pre homeostázu vápnika), fosfáty a polyfosfáty, aminokyseliny atď. Vacuola kvasiniek sa tiež podieľa na „pexofagii“, čo je proces degradácie úplných organellov.

Typy vákuov

Existujú štyri hlavné typy vákuov, ktoré sa líšia hlavne ich funkciami. Niektorí s charakteristikami niektorých konkrétnych organizmov, zatiaľ čo iné sú rozšírenejšie.

Tráviace vakuoly

Tento typ vakuoly je ten, ktorý sa nachádza hlavne v protozoanských organizmoch, hoci sa našli aj u niektorých „nižších“ zvierat a vo fagocytických bunkách niektorých „vynikajúcich“ zvierat.

Môže vám slúžiť: Axonema: Charakteristiky a zloženie

Jeho interiér je bohatý na tráviace enzýmy schopné degradovať bielkoviny a iné látky na potravinové účely, pretože to, čo sa degraduje, sa transportuje do cytosolu, kde sa používa na rôzne účely.

Úložisko

V angličtine sú známe ako “Vakuoly“A oni sú tí, ktorí charakterizujú rastlinné bunky. Sú to kompartmenty plné kvapaliny a jej membrána (tón) má komplexné transportné systémy na výmenu látok medzi lúmenom a cytosolom.

V nezrelých bunkách sú tieto vakuoly malé a ako zrelá rastlina sa spájajú a vytvárajú veľkú centrálnu vakuolu.

Vo vnútri obsahujú vodu, uhľohydráty, soli, bielkoviny, odpadové produkty, rozpustné pigmenty (antokyany a antoxantíny), latex, alkaloidy atď.

Pulzujúce alebo kontraktilné vakuoly

Kontraktilné alebo pulzujúce vakuoly sa nachádzajú v mnohých jednobunkových protistoch a riasach sladkej vody. Špecializujú sa na osmotické udržiavanie buniek, a preto majú veľmi flexibilnú membránu, ktorá umožňuje vylúčenie kvapaliny alebo zavedenie toho istého.

Na cvičenie svojich funkcií tento typ vakuoly prechádza nepretržitými cyklickými zmenami, počas ktorých postupne napučiavajú (sú naplnené tekutinou, procesom známym ako diastole), až kým nedosiahnu kritickú veľkosť.

Potom, v závislosti od podmienok a požiadaviek buniek, váku sa náhle sťahuje (prázdny, proces známy ako systola), vylúčením všetkého svojho obsahu do extracelulárneho priestoru.

Vzduchové alebo plynové vakuoly

Tento typ vakuoly bol opísaný iba v prokaryotických organizmoch, ale odlišuje sa od zvyšku eukaryotických vakuol, v ktorých nie je vymedzená typickou membránou (prokaryotické bunky nemajú vnútorné membránové systémy).

Plynové vákuky alebo letecké „pseudovacuolas“ sú sada malých štruktúr plných plynov, ktoré sa vyrábajú počas bakteriálneho metabolizmu a sú pokryté vrstvou proteínu. Majú funkcie vo flotácii, v ochrane žiarenia a mechanickom odporu.

Odkazy

1. Eisenach, C., Francisco, R., & Martinoia a. (n.d.). Plán. Súčasná biológia, 25(4), R136-R137.
2. Ubytovňa, h., Berk, a., Kaiser, C. Do., Krieger, m., Bretscher, a., Ploegh, h.,... Martin, K. (2003). Biológia molekulárnych buniek (5. vydanie.). Freeman, w. H. A spoločnosť.
3. Martinoia, e., Mimura, T., Hara-nishimura, i., & Shiratake, K. (2018). Mnohostranné úlohy rastlinných vakuol. Fyziológia rastlín a buniek, 59(7), 1285-1287.
4. Matile, P. (1978). Biochémia a funkcia vakuol. Ročný prehľad fyziológie rastlín, 29(1), 193-213.
5. Pupas, g. D., & Brandt, P. W. (1958). Jemná štruktúra kontraktilnej vakuoly v Amébe. Journal of Cell Biology, 4(4), 485-488.