Vacuolas: Funktionen und Eigenschaften

Vakuolen sind multifunktionelle Organellen, die in Zellen aller Pflanzen und Pilze sowie in einigen protistischen, tierischen und bakteriellen Zellen vorkommen.

Der Begriff "Vakuole" kommt vom lateinischen "Vacuus", was "leer" bedeutet, da diese bei Betrachtung mit einem Mikroskop wie eine leere Tasche aussehen.

In der Tat sind Vakuolen kleine Kompartimente im Zytoplasma der Zelle. Im Gegensatz zu dem, was das menschliche Auge beobachtet, sind diese jedoch nicht leer, sondern enthalten Chemikalien und Enzyme, die den Abbau von Substanzen (wie Lebensmittel und toxische Verbindungen) ermöglichen. ).

Eigenschaften von Vakuolen

1- Vakuolen bestehen hauptsächlich aus Wasser und Aminosäuren. Zu den Flüssigkeiten in den Vakuolen gehören auch Enzyme, Zucker, Mineralsalze (Kalium, Natrium), Sauerstoff, Kohlendioxid und einige Pigmente, die für die Färbung der Blätter von Pflanzen und Blumen verantwortlich sind.

2- Die Vakuolen sind von einer Lipidschicht umgeben, die es ermöglicht, das Salzwasser aus dem Zytoplasma fernzuhalten. Diese Schicht wird "Tonoplast" genannt.

3 - Die Vakuolen werden gebildet, wenn die vom endoplasmatischen Retikulum freigesetzten Vesikel und die vom Golgi-Apparat freigesetzten Vesikel zu einer einzigen Organelle fusioniert werden.

4- Sie kommen hauptsächlich in den Zellen von Pflanzen und Pilzen vor. Einige tierische, bakterielle und protistische Zellen haben jedoch Vakuolen.

5- Die Vakuolen haben keine bestimmte Größe oder Form. Diese beiden Eigenschaften hängen von den individuellen Bedürfnissen der Zelle ab.

6- Neue Zellen enthalten eine Reihe kleiner Vakuolen; Wenn die Zelle jedoch reift, verschmelzen diese kleinen Organellen zu einer einzigen zentralen Vakuole.

7- Die zentrale Vakuole nimmt 90% des Volumens der Zelle ein und kann 95% einnehmen, wenn sie sich durch Absorption von Wasser ausdehnt.

8 - Vakuolen in Pflanzen haben ähnliche Funktionen wie Lysosomen in tierischen Zellen, da beide Säcke Verdauungsenzyme enthalten.

Funktionen von Vakuolen

Vakuolen erfüllen eine Vielzahl von Funktionen innerhalb der Zelle. Zu den Hauptfunktionen gehören:

1- Regulieren Sie die osmotischen Eigenschaften der Zelle

Osmose ist ein Phänomen, das sich auf den Durchtritt einer Flüssigkeit durch eine semipermeable Membran bezieht, wie es in Zellen geschieht, deren Membranen den Durchtritt von Wasser und anderen Substanzen ermöglichen.

Es sollte beachtet werden, dass Vakuolen den Durchgang dieser Substanzen regulieren, diejenigen, die sie für schädlich halten, beibehalten und andere metabolisieren.

2- Substanzen lagern

Vakuolen ermöglichen die Speicherung verschiedener Substanzen, die für die Zellen essentiell sind, wie Lebensmittel, Wasser, Ionen, Mineralien, Nährstoffe, Enzyme, Pflanzenpigmente und nützliche Bakterien für die Zelle.

Auf die gleiche Weise ermöglichen Vakuolen die Lagerung von Abfallzellen sowie die Isolierung von Materialien, die schädlich sein können.

3- Halten Sie den Druck in der Zelle (Turgor)

Prallheit ist ein Phänomen, das auftritt, wenn die Zelle aufgrund der von den inneren Flüssigkeiten ausgeübten Kraft anschwillt.

Dieses Phänomen erzeugt einen Überdruck auf der Zellwand. Die Vakuolen lösen einen Teil dieses Drucks mithilfe von Wasser (hydrostatischer Druck), wodurch die Festigkeit der Zelle und der Pflanze erhalten bleibt.

4- Halten Sie das pH-Gleichgewicht in der Zelle aufrecht

Die Vakuole absorbiert die Azidität des Zytoplasmas der Zelle.

5- Produkte aus der Zelle exportieren

Im Gegensatz zu Tieren haben Pflanzen selbst kein Ausscheidungssystem, so dass es auf andere Methoden ankommt, um Abfälle und giftige Substanzen auszuscheiden.

Die Zelle nutzt die Vakuole, um nicht benötigte Moleküle loszuwerden. Um dies zu erreichen, absorbiert die Vakuole das unerwünschte Element und bewegt sich anschließend in Richtung der Zellwand.

Sobald in der Zellwand die Vakuole mit dieser verschmilzt, wird der "Müll" geöffnet und ausgestoßen. Dann schließt sich diese Organelle und trennt sich von der Zellwand,

6- Abbau von Molekülen

Die saure Umgebung in den Vakuolen sowie die in diesen Organellen vorhandenen Enzyme tragen dazu bei, große Moleküle abzubauen, die zu den Vakuolen geschickt werden.

Der Tonoplast interveniert, indem er Wasserstoffionen vom Zytoplasma in die Vakuole transportiert, was den Säuregehalt der Umgebung erhöht. In diesem Sinne ähneln Vakuolen Lysosomen in tierischen Zellen.

7- Entgiftung

Vakuolen schützen das Cytosol vor toxischen Substanzen wie Schwermetallen und Herbiziden.

8- Schutz

Einige Vakuolen speichern und setzen chemische Verbindungen frei, die giftig sind oder einen schlechten Geschmack haben. Diese Chemikalien halten Raubtiere vom Körper fern.

9- Samenkeimung

Vakuolen sind die Quelle der Nährstoffe, die Samen während der Keimung benötigen, da diese Organellen die für das Wachstum benötigten Kohlenhydrate, Proteine und Lipide speichern.

10- Autolyse

Vakuolen greifen in den programmierten Tod einer Zelle ein, der durch einen Prozess namens "Autolyse" (vom griechischen Selbst "zu sich selbst" und Lyse "Verlust") erfolgt. Dies ist ein natürlicher Prozess, bei dem Die Zelle wird durch ihre eigenen Enzyme zerstört.

Der Tonoplast, der die Vakuole umgibt, wird zerbrochen und setzt die darin gespeicherten Substanzen frei. anschließend bauen die Verdauungsenzyme in der Vakuole die Zelle ab.

Vakuolen greifen auch in andere Zellaktivitäten ein, wie zum Beispiel:

1 - Autophagie (vom griechischen auto "zu sich selbst" und fagia "zu essen"), ein Vorgang, bei dem ein Teil des Zytoplasmas der Zelle von den Vakuolen für ihre Zersetzung absorbiert wird.

2 - Biogenese, Produktion von Lebewesen aus anderen Lebewesen.