Co to jest wakuola i do czego służy? Wakuola to struktura występująca w komórkach zwierząt, roślin, bakterii, protistów i grzybów. Jest to jedna z największych organelli występujących w komórkach. Ma kształt dużego worka. Wakuole mają prostą budowę: są otoczone cienką błoną i wypełnione płynem oraz wszelkimi cząsteczkami, które wchłaniają. Wyglądem przypominają pęcherzyki, czyli inne organelle, ponieważ oba są woreczkami związanymi z błoną, ale wakuole są znacznie większe od pęcherzyków i są powstaje, gdy wiele pęcherzyków łączy się ze sobą.
4 główne funkcje wakuoli
Co robi wakuola? Główną funkcją wakuoli jest przechowywanie różnych substancji i cząsteczek; zasadniczo działają jak jednostka magazynująca komórkę. Poniżej znajduje się kilka kluczowych funkcji wakuoli, z których wiele wiąże się z przechowywaniem materiałów, których komórka będzie później potrzebować lub które mogą uszkodzić komórkę i dlatego należy je usunąć:
-
Usuń i przechowuj odpady powstałe podczas autofagii (kiedy część komórki ulega zniszczeniu z powodu wieku lub uszkodzenia)
-
Usuń i przechowuj szkodliwe produkty obce, aby nie uszkodziły komórki
-
Przechowuj wodę
-
Przechowuje składniki odżywcze, takie jak lipidy, białka i węglowodany
Jednak dokładne funkcje wakuoli zależą od rodzaju komórki, w której się znajduje. W kolejnych sekcjach omówimy dodatkowe funkcje, jakie mogą pełnić wakuole, w zależności od tego, czy znajdują się w komórkach zwierzęcych, roślinnych/grzybowych, bakteryjnych czy protistycznych.
Struktura i funkcja wakuoli w komórkach zwierzęcych
Wakuole w komórkach zwierzęcych przechowują głównie substancje; nie są tak bardzo potrzebne do rozkładania substancji, ponieważ robią to lizosomy, kolejna organella w komórkach zwierzęcych. Wakuole komórek zwierzęcych są zazwyczaj małe, a każda komórka może zawierać wiele wakuoli. Wakuole mogą przechowywać różne substancje w zależności od rodzaju komórki, w której się znajdują. Na przykład w komórkach tłuszczowych wakuole często przechowują duże ilości lipidów.
Wakuole w komórkach zwierzęcych pomagają także w procesach endocytozy i egzocytozy. Endocytoza ma miejsce, gdy substancje, które nie mogą biernie przemieszczać się przez błonę komórkową, są aktywnie transportowane do komórki. Substancje te mogą obejmować wszystko, od składników odżywczych po toksyny i resztki komórek. Egzocytoza jest odwrotnością; to proces aktywnego usuwania cząsteczek z komórki.
Podczas tych procesów wakuola to miejsce, w którym substancje są przechowywane lub rozkładane przed/po ich przeniesieniu do/z komórki.
Struktura i funkcja wakuoli w komórkach roślin i grzybów
W odróżnieniu od komórek zwierzęcych, komórki roślinne zazwyczaj zawierają tylko jedną wakuolę na komórkę (często nazywaną wakuolą centralną), a zawarta w nich wakuola jest znacznie większa niż w komórkach zwierzęcych. Centralne wakuole komórek roślinnych zajmują ogromny procent komórki, czasami ponad 90% przestrzeni komórki, chociaż 30-50% jest częstsze.
Wakuole w dojrzałych komórkach roślinnych otacza dodatkowa cienka błona zwana tonoplastem. Tonoplast pomaga wakuoli utrzymać jej strukturę, dzięki czemu wakuola może zachować swój kształt. Jednak wakuole w komórkach roślin i grzybów pełnią bardzo podobne funkcje; wakuole komórek grzybów są zazwyczaj znacznie mniejsze niż wakuole komórek roślinnych, a każda komórka grzyba może zawierać więcej niż jedną wakuolę (podobnie jak komórki zwierzęce).
Wakuole w komórkach roślin i grzybów pełnią więcej funkcji niż wakuole w innych typach komórek ; są kluczowym elementem utrzymania rośliny/grzyba przy życiu i zdrowiu. Ponieważ grzyby i komórki roślinne nie zawierają lizosomów, wakuole w tych komórkach również rozkładają więcej materiałów niż w komórkach zwierzęcych. Oprócz funkcji wymienionych w poprzedniej sekcji wakuole w komórkach roślin i grzybów również:
-
Utrzymuj właściwe pH: Wakuola utrzymuje kwasowość cytoplazmy komórki, dzięki czemu enzymy mogą rozkładać różne cząsteczki. Wakuola obniża pH, przenosząc protony z cytozolu komórki do wakuoli.
-
Przechowuj wodę: Wakuola może wykorzystywać siłę napędową protonów, gradient chemiczny używany do przemieszczania materiałów z komórki w celu magazynowania wody, która pozwala roślinie przetrwać dłużej w okresach suszy.
-
Utrzymuj ciśnienie turgorowe: Ciśnienie turgorowe to nacisk głównego obszaru komórki na ścianę komórkową. To jeden ze sposobów, w jaki rośliny i drzewa unikają wiotkości oraz rosną wysokie i mocne. Pomyśl o świeżych, chrupiących sałatach zamiast o wiotkich. Te pierwsze charakteryzują się wysokim ciśnieniem turgorowym. Tonoplasty w wakuolach kontrolują ciśnienie turgorowe, utrzymując określoną równowagę jonów, co powoduje pęcznienie wakuoli w stosunku do ściany komórkowej.
-
Dostosuj rozmiar komórki: Ponieważ wakuole w komórkach roślinnych mogą być bardzo duże, odgrywają kluczową rolę w określaniu, jak duża lub mała jest dana komórka roślinna, co z kolei może wpływać na wielkość różnych części rośliny.
Na tym zdjęciu widać, o ile większa jest wakuola (duża niebieska struktura) w komórce roślinnej w porównaniu z komórką zwierzęcą.Źródło: Wspólne zasoby Wikipedii
Struktura i funkcja wakuoli w komórkach bakteryjnych
Nie wszystkie typy bakterii mają komórki zawierające wakuole, ale w przypadku tych, które je posiadają, służą głównie do przechowywania. Wakuole są szczególnie duże u niektórych gatunków bakterii siarkowych; u tych bakterii wakuole mogą zajmować tyle samo miejsca lub więcej, co wakuole w komórkach roślinnych, aż do 98% powierzchni komórki. Te wakuole są często wykorzystywane do przechowywania jonów azotanowych do późniejszego wykorzystania przez komórkę.
Niektóre sinice mają również wakuole przepuszczalne dla gazów. Gazy mogą być przemieszczane do lub z wakuoli, co umożliwia bakteriom kontrolowanie ich pływalności.
Struktura i funkcja wakuoli w komórkach protistów
Protisty zawierają specyficzny typ wakuoli zwany a skurczowa wodniczka. Zamiast służyć do przechowywania, wakuola ta reguluje ilość wody w komórce (tzw. osmoregulacja). Protisty żyjące w słodkiej wodzie mogą wchłaniać zbyt dużo wody do swoich komórek, powodując ich pękanie. Kurcząca się wakuola zapobiega temu, kurcząc się i wydalając wodę z komórki.
Niektóre protisty mają jedną kurczliwą wakuolę na komórkę, inne mają ich wiele. U wiciowców takich jak Euglena, kurczliwa wakuola pozostaje nieruchoma w komórce, ale w Ameba, zmienia pozycję w zależności od ruchów protisty. W Ameba, kurczliwe wakuole zbierają również odpady wytwarzane przez komórkę.
Podsumowanie: Definicja wakuoli
Wakuola to organella występująca w wielu typach komórek, w tym w komórkach zwierząt, roślin, grzybów, bakterii i protistów. Główną funkcją wakuoli jest magazynowanie substancji, zazwyczaj są to albo odpady, albo szkodliwe substancje, albo przydatne substancje, których komórka będzie później potrzebować.
metody listy Java
Wakuole są najważniejsze w komórkach roślinnych, gdzie pełnią dodatkowe funkcje, takie jak utrzymanie prawidłowego pH i ciśnienia turgorowego niezbędnego roślinie do rozwoju.
Co dalej?
Teraz już wiesz o wakuolach, ale co z resztą komórki? C teoria jest kluczową koncepcją biologiczną, którą musisz znać, i wszystkiego można się dowiedzieć w naszym szczegółowym przewodniku po teorii komórki.
Czy są inne tematy naukowe, które chcesz przejrzeć? W takim razie masz szczęście! Nasi przewodnicy nauczą Cię wielu przydatnych tematów, w tym jak przeliczyć stopnie Celsjusza na Fahrenheita I jaka jest gęstość wody .
Jakie są najważniejsze zajęcia z przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w szkole średniej? Sprawdź nasz przewodnik, aby poznać wszystkie zajęcia w szkole średniej, do których powinieneś uczęszczać.