Vacuolas

Apa itu vacuolas?

Vacuolas adalah organel intraseluler yang dipisahkan dari lingkungan sitosol dengan cara membran. Mereka ditemukan di berbagai jenis sel, baik prokariota maupun eukariota, serta pada organisme uniseluler dan multiseluler.

Istilah "vacuola" diciptakan oleh ahli biologi Prancis Félix Dujardin pada tahun 1841, untuk merujuk pada ruang intraseluler "kosong" yang mengamati di dalam protozoa. Namun, vakuola sangat penting pada tanaman dan pada makhluk hidup inilah yang telah dipelajari secara lebih rinci.

Eukaryot Cell Vacuum

Di sel -sel di mana mereka berada, vakuola melatih banyak fungsi yang berbeda. Sebagai contoh, mereka adalah organel yang sangat fleksibel dan fungsinya sering tergantung pada jenis sel, jenis jaringan atau organ yang menjadi milik mereka dan stadion kehidupan organisme.

Dengan demikian, vakuola dapat menjalankan fungsi dalam penyimpanan zat energi (makanan) atau ion dan zat terlarut lainnya, dalam penghapusan bahan limbah, dalam internalisasi gas untuk flotasi, dalam penyimpanan cairan, dalam pemeliharaan pemeliharaan tersebut Ph, antara lain.

Dalam ragi, misalnya, vakuola berperilaku seperti rekan lisosom dalam sel hewan, karena penuh dengan enzim hidrolitik dan proteolitik yang membantu mereka menurunkan berbagai jenis molekul di dalamnya.

Ini umumnya organel bola yang ukurannya bervariasi dengan spesies dan dengan jenis sel. Membrannya, yang dikenal pada tanaman seperti toneplast, memiliki berbagai jenis protein terkait, banyak dari mereka yang terkait dengan transportasi ke dan dari dalam vacuola.

Struktur vacuolas

Skema sel tanaman tempat vacuola dan membrannya diindikasikan, nada (Sumber: Mariana Ruiz [CC BY-SA 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

Vacuolas ditemukan dalam berbagai organisme seperti semua tanaman terestrial, ganggang dan sebagian besar jamur. Mereka juga telah ditemukan di banyak protozoa, dan "organel" serupa telah dijelaskan pada beberapa spesies bakteri.

Strukturnya, seperti yang diharapkan, terutama tergantung pada fungsinya, terutama jika kita memikirkan protein membran komprehensif yang memungkinkan berlalunya berbagai zat ke arah interior atau ke luar vakumola.

Meskipun demikian, kita dapat menggeneralisasi struktur vakuola sebagai organel sitosol bola yang terdiri dari membran dan ruang internal (lumen).

Dapat melayani Anda: spermatogenesis

Membran vakuolar

Karakteristik yang paling menonjol dari berbagai jenis vakuola tergantung pada membran vakuolar. Pada tanaman, struktur ini dikenal sebagai nada dan tidak hanya menjalankan fungsi antarmuka atau pemisahan antara komponen sitosol dan luminal vakuola, tetapi, seperti membran plasma, itu adalah membran dengan permeabilitas selektif selektif.

Dalam vakuola yang berbeda, membran vakuolar dilintasi oleh berbagai protein komprehensif membran yang memiliki fungsi dalam pemompaan proton, dalam transportasi protein, dalam pengangkutan larutan dan dalam pembentukan saluran.

Paramecio, vakuola mereka dicelup dengan warna biru. Sumber: Stjepo [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)]

Dengan demikian, baik dalam membran vakuola yang ada dalam sayuran dan di dalam protozoa, ragi dan jamur, keberadaan protein dan:

• Pompa proton atau h+-atpasas
• Bom proton pyrophosphate atau h+-pasas
• Proton anti -transporter (Na+/K+; Na+/H+; Ca+2/H+)
• Transporter keluarga ABC (Kaset pengikat ATP Transporter)
• Transporter multidrogy dan racun
• Transporter logam berat
• Transporter gula vakum
• Transporter Air

Lumen vakuolar

Interior vakuola, juga dikenal sebagai lumen vakuolar, adalah media cair umumnya, seringkali kaya akan berbagai jenis ion (dengan muatan positif dan beban negatif).

Karena adanya pompa protonik yang hampir umum di membran vakuolar, lumen organel ini biasanya merupakan ruang asam (di mana ada sejumlah besar ion hidrogen).

Vacuolas Biogenesis

Banyak bukti eksperimental menunjukkan bahwa vakuola sel eukariot berasal dari rute internal biosintesis dan endositosis. Protein yang dimasukkan ke dalam membran vakuolar, misalnya, berasal dari rute sekretori awal, yang terjadi di kompartemen yang sesuai dengan retikulum endoplasma dan kompleks golgi.

Selain itu, selama proses pembentukan vacuolas, kejadian endositosis zat terjadi dari membran plasma, kejadian autophagy dan kejadian transportasi langsung dari sitosol ke lumen vakuolar.

Setelah pembentukannya, semua protein dan molekul yang berada di dalam vakuola tiba terutama berkat sistem transportasi yang terkait dengan retikulum endoplasma dan kompleks Golgi, di mana penggabungan tanaman merambat dapat terjadi dengan membran vakuolar vakuolar.

Demikian juga, transportasi protein yang terletak di membran vacuolas, secara aktif berpartisipasi dalam pertukaran zat antara kompartemen sitosol dan vakuolar.

Fungsi vacuolas

Kain tanaman dan organel sel utama

Pada tanaman

Dalam sel tanaman, vakuola, dalam banyak kasus, lebih dari 90% dari total volume sitosolik, sehingga mereka adalah organel yang terkait erat dengan morfologi sel. Berkontribusi pada ekspansi sel dan pertumbuhan organ dan jaringan sayuran.

Dapat melayani Anda: metafase

Karena sel tanaman kekurangan lyosom, vakuola menjalankan fungsi hidrolitik yang sangat mirip, karena mereka bekerja dalam degradasi senyawa ekstra dan intraseluler yang berbeda.

Mereka memiliki fungsi -fungsi utama dalam pengangkutan dan penyimpanan zat seperti asam organik, glikosida, konjugat glutathione, alkaloid, anthocyanin, gula (konsentrasi tinggi mono, di dan oligosakarida), ion, asam amino, metabolit sekunder, dll.

Vacuolas sayuran juga berpartisipasi dalam penculikan senyawa beracun dan logam berat seperti kadmium dan arsenik. Pada beberapa spesies, organel ini juga memiliki enzim nuclease, yang bekerja di pertahanan sel terhadap patogen.

Banyak penulis percaya bahwa vakuola sayuran diklasifikasikan sebagai vegetatif (litik) atau vakuola penyimpanan protein. Dalam biji, vakuola penyimpanan adalah yang mendominasi, sedangkan di seluruh jaringan vakuola litik atau vegetatif.

Di Protozoa

Vakuola kontraktil protozoa menghindari lisis sel karena efek osmotik (terkait dengan konsentrasi zat terlarut intraseluler dan ekstraseluler) dengan secara berkala menghilangkan kelebihan air di dalam sel ketika mereka mencapai ukuran kritis (hampir meledak); yaitu, mereka adalah osmoregulator organel.

Dalam ragi

Vakuola ragi adalah yang paling penting untuk proses autofagik, yaitu, di dalam daur ulang atau eliminasi senyawa seluler, serta protein yang menyimpang dan molekul lain (yang diberi label untuk "pengiriman" mereka dalam vacuola).

Ini bekerja dalam pemeliharaan pH sel dan dalam penyimpanan zat seperti ion (sangat penting untuk homeostasis kalsium), fosfat dan polifosfat, asam amino, dll. Vacuola ragi juga berpartisipasi dalam "pexofagia", yang merupakan proses degradasi organel lengkap.

Jenis vakuola

Ada empat jenis vacuolas utama, yang terutama dibedakan dengan fungsinya. Beberapa dengan karakteristik beberapa organisme tertentu, sementara yang lain lebih banyak didistribusikan.

Vacuolas pencernaan

Jenis vakum ini adalah yang ditemukan terutama dalam organisme protozoa, meskipun mereka juga telah ditemukan pada beberapa hewan "lebih rendah" dan dalam sel fagositik dari beberapa hewan "superior".

Dapat melayani Anda: Axonema: Karakteristik dan Komposisi

Interiornya kaya akan enzim pencernaan yang mampu merendahkan protein dan zat lain untuk keperluan makanan, karena apa yang terdegradasi diangkut ke sitosol, di mana ia digunakan untuk berbagai keperluan.

Vacuolas penyimpanan

Dalam bahasa Inggris mereka dikenal sebagai "Vakuola getah“Dan mereka adalah orang -orang yang menjadi ciri sel tanaman. Mereka adalah kompartemen yang penuh dengan cairan dan membrannya (nada) memiliki sistem transportasi yang kompleks untuk pertukaran zat antara lumen dan sitosol.

Dalam sel yang belum matang, vakuola ini kecil dan, seperti tanaman matang, mereka bergabung untuk membentuk vakuola sentral yang besar.

Di dalamnya mengandung air, karbohidrat, garam, protein, produk limbah, pigmen larut (anthocyanin dan antoksantin), lateks, alkaloid, dll.

Vacuolas berdenyut atau kontraktil

Vacuolas kontraktil atau pulsatil ditemukan di banyak protista uniseluler dan ganggang air tawar. Mereka berspesialisasi dalam pemeliharaan osmotik sel dan untuk ini mereka memiliki membran yang sangat fleksibel, yang memungkinkan pengusiran cairan atau pengenalan yang sama.

Untuk menjalankan fungsinya, jenis vacuolas ini mengalami perubahan siklik terus menerus di mana mereka secara bertahap membengkak (mereka diisi dengan cairan, suatu proses yang dikenal sebagai diastole) sampai mencapai ukuran kritis.

Kemudian, tergantung pada kondisi dan persyaratan sel, vacuola tiba -tiba berkontraksi (kosong, proses yang dikenal sebagai sistol), mengeluarkan semua kontennya ke arah ruang ekstraseluler.

Vacuolas Udara atau Gas

Jenis vakum ini hanya dijelaskan dalam organisme prokariotik, tetapi berbeda dari sisa vakuola eukariotik di mana tidak dibatasi oleh membran khas (sel prokariotik tidak memiliki sistem membran internal).

Vacuolas gas atau "pseudovacuolas" udara adalah seperangkat struktur kecil yang penuh dengan gas yang diproduksi selama metabolisme bakteri dan ditutupi oleh lapisan protein. Ini memiliki fungsi dalam flotasi, dalam perlindungan radiasi dan resistensi mekanik.

Referensi

1. Eisenach, c., Francisco, r., & Martinoia, dan. (N.D.). Rencana Vakuola. Biologi Saat Ini, 25(4), R136-R137.
2. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, c. KE., Krieger, m., Bretscher, a., PLOEGH, h.,... Martin, k. (2003). Biologi Sel Molekul (Edisi ke -5.). Freeman, w. H. & Perusahaan.
3. Martinoia, e., Mimura, t., Hara-Nishimura, i., & Shiratake, k. (2018). Peran beraneka ragam vakuola tanaman. Fisiologi tanaman dan sel, 59(7), 1285-1287.
4. Matile, hlm. (1978). Biokimia dan fungsi vakuola. Tinjauan Tahunan Fisiologi Tumbuhan, 29(1), 193-213.
5. Pupas, g. D., & Brandt, P. W. (1958). Struktur halus vakuola kontraktil di amuba. Jurnal Biologi Sel, 4(4), 485-488.