Centrální vakuola Definice
Zjednodušeně řečeno, centrální vakuola je membránou vázaná organela, kterou lze pozorovat v buňkách následujících organismů:
- Rostliny
- Houby
- Protisté
- Živočichové
- Bakterie
Do nedávna se mělo za to, že všechny vakuoly, které jsou přítomny ve všech těchto typech buněk, mají společný původ. Nedávné výzkumné studie však zjistily, že vakuoly přítomné v různých organismech se liší. Vezměme si například rostlinné buňky. V těchto buňkách se nachází velká centrální vakuola. Bylo zjištěno, že velká centrální vakuola v rostlinných buňkách zabírá velkou část buněčné hmoty i objemu buňky. Je třeba poznamenat, že přítomnost centrální vakuoly je významná pro fyziologii celé rostliny.
Typy rostlinných vakuol
V zásadě jsou rostlinné vakuoly dvou typů, a to vakuoly pro ukládání bílkovin a lytické vakuoly. Je třeba poznamenat, že tyto dva typy představují v rostlinné buňce dvě oddělené organely, protože je zprostředkovávají různé transportní vezikuly.
Proteinové zásobní vakuoly
Jak název napovídá, slouží k ukládání různých bílkovin, které jsou nezbytné pro celkový růst rostlin. Příkladem bílkovin, které tyto vakuoly skladují, jsou obranné a zásobní bílkoviny.
Lytické vakuoly
Ty se naopak budou skládat z hydrolytických enzymů, které jsou určeny k trávení již nepoužitelných buněčných složek.
Struktura centrální vakuoly
Při strukturním pohledu zjistíme, že centrální vakuola a ostatní vakuoly jsou tvořeny „fosfolipidovou dvojvrstvou“. Na rozdíl od ostatních typů buněk mají rostlinné buňky větší vakuolu, která má ve své struktuře dvě složky. Jsou to:
Buněčná míza
Jedná se o tekutou část centrální vakuoly a skládá se z následujících složek:
- Cukry
- Aminokyseliny
- Lipidy
- Minerální soli
- Pigmenty
Tonoplast
Jedná se o membránu, která pokrývá buněčnou mízu, a tím ji odděluje od cytoplazmy. Tato membrána pomůže dát napětí na centrální vakuolu. Stejně jako buněčná membrána, která se nachází ve vnější vrstvě rostlinné buňky, je i tato membrána tvořena fosfolipidy a bílkovinami. Tyto bílkoviny budou regulovat vstup a výstup vody do centrální vakuoly, která bude také regulovat pohyb iontů.
Funkce centrální vakuoly
Hlavní funkce centrální vakuoly jsou následující:
Udržování turgorového tlaku
Jak bylo uvedeno výše, centrální vakuola může zabírat až 90 % objemu buňky. Hraje tedy významnou roli při udržování turgorového tlaku, který je definován jako tlak, který budou vyvíjet buněčné komponenty na buněčnou stěnu. Množství vody, které je přítomno uvnitř této organely, tak určuje velikost tlaku, který bude vyvíjen.
Skladovací
Jak lze zjistit výše, jedním z typů vakuol je skladovací vakuola, která by uchovávala chemické produkty (vakuoly pro skladování bílkovin). Tato funkce centrální vakuoly je zřejmě patrná u rostlin, které jsou závislé především na skladování potravy uvnitř vakuoly. Příkladem mohou být cibule, oddenky a hlízy.
Obrana
Jak je již možná známo, rostliny nemají tzv. imunitní buňky pro obranu. Naopak mají obranné mechanismy odumírání buněk. Jedná se o dva typy mechanismů, v nichž se na obraně podílejí vakuoly.
- Ničivý mechanismus: K tomu by došlo, kdyby se membrána vakuoly zhroutila, čímž by se uvolnily enzymy, které by zničily složky buňky. Tato akce by vedla k okamžité smrti buňky.
- Nedestruktivní mechanismus: V tomto případě by membrána vakuoly splynula s plazmatickou membránou a uvolnila enzymy potřebné ke smrti buňky.
Výměna plynů
Výměna plynů, která se také nazývá dýchání, je u rostlin řízena vakuolami. Zvláštní druh buněk, známý jako strážní buňky, bude zodpovědný za otevírání a zavírání stomatálních pórů. Regulací příjmu vody uvnitř své membrány budou vakuoly strážních buněk řídit proces dýchání.
Lokomoce rostlin
Některé rostliny mají schopnost pohybu. U takových rostlin bude centrální vakuola hrát důležitou roli v lokomoci tím, že bude řídit činnost tonoplastu, který přijímá nebo ztrácí vodu.
Růst buněk
Centrální vakuola je schopna poskytnout pomoc při procesu prodlužování buněk tím, že vytvoří vyšší hydrostatický tlak. Je však třeba poznamenat, že k tomu může dojít pouze tehdy, když se buněčná stěna stane měkkou a pružnou.
.