Keskustyhjiö Määritelmä
Keskustyhjiö on yksinkertaisesti sanottuna kalvoon sidottu organelli, joka on nähtävissä seuraavien organismien soluissa: Viimeaikaisissa tutkimuksissa on kuitenkin havaittu, että eri organismeissa olevat vacuolit ovat erilaisia. Otetaan esimerkiksi kasvisolut. Näissä soluissa on suuri keskeinen tyhjiö. Näin ollen kasvisolujen suuren keskusvakuolin on havaittu vievän suuren osan solumassasta ja solutilavuudesta. On huomattava, että keskusvakuolin läsnäolo on merkittävää koko kasvin fysiologian kannalta.
Kasvien vakuolityypit
Kasvien vakuoleja on periaatteessa kahta tyyppiä, nimittäin proteiinien varastointivakuoleja ja lyttisiä vakuoleja. On huomattava, että nämä kaksi tyyppiä edustavat kahta erillistä organellia kasvisolussa, koska niiden on todettu olevan erilaisten kuljetusvesikkelien välittämiä.
Valkuaisvarastointivakuolit
Nimensä mukaisesti vakuoleja käytetään erilaisten proteiinien varastoimiseen, jotka ovat välttämättömiä kasvien yleisen kasvun kannalta. Esimerkkejä proteiineista, joita näihin vakuoleihin varastoidaan, ovat puolustus- ja varastoproteiinit.
Lyyttiset vakuolit
Näissä taas on hydrolyyttisiä entsyymejä, jotka on tarkoitettu käyttökelvottomien solun osien pilkkomiseen.
Keskustyhjiön rakenne
Rakenteellisesti tarkasteltuna keskustyhjiön ja muiden tyhjiöiden havaitaan koostuvan ”fosfolipidikaksoiskerroksesta”. Muista solutyypeistä poiketen kasvisoluissa on suurempi vakuoli, jonka rakenteessa on kaksi osaa. Ne ovat:
Solumahla
Tämä on keskeisen vakuolin nestemäinen osa ja se koostuu seuraavista aineosista:
- Sokerit
- Aminohapot
- Lipidit
- Mineraalisuolat
- Pigmentit
Tonoplasma
Se on solumahlaa peittävä membraani, joka siten erottaa solumahlan sytoplasmasta. Tämä kalvo auttaa antamaan jännityksen keskityhjiölle. Aivan kuten kasvisolun ulkokerroksessa oleva solukalvo, myös tämä kalvo koostuu fosfolipideistä ja proteiineista. Nämä proteiinit säätelevät veden sisään- ja ulostuloa sentraaliseen vakuoliin, mikä säätelee myös ionien liikkumista.
Keskeisen vakuolin tehtävät
Keskeisen vakuolin tärkeimmät tehtävät ovat seuraavat:
Turgoripaineen ylläpito
Kuten edellä mainittiin, sentraalinen vakuoli voi viedä jopa 90 % solun tilavuudesta. Näin ollen sillä on merkittävä rooli turgoripaineen ylläpitämisessä, joka määritellään paineeksi, jonka solun osat kohdistavat soluseinään. Näin ollen tämän organellin sisällä olevan veden määrä määrittää sen paineen määrän.
Varastointi
Kuten edellä on todettu, yksi vakuolityypeistä on varastointivakuoli, joka varastoisi kemiallisia tuotteita (proteiinien varastointivakuolit). Tämä keskeisen vakuolin tehtävä näyttäisi olevan ilmeinen kasveissa, jotka ovat riippuvaisia pääasiassa ravinnon varastoimisesta vakuolin sisälle. Esimerkkeinä mainittakoon sipulit, juurakot ja mukulat.
Puolustus
Kuten ehkä jo tiedetään, kasveilla ei ole ns. immuunisoluja puolustautumista varten. Sen sijaan niillä on puolustussolujen kuolemismekanismeja. Nämä ovat kahdenlaisia mekanismeja, joissa vacuolit osallistuvat puolustukseen.
- Tuhomekanismi: Tämä tapahtuisi, kun vakuolin kalvo romahtaa, jolloin vapautuu entsyymejä tuhoamaan solun osia. Tämä toiminta johtaisi solun välittömään kuolemaan.
- Ei-tuhoava mekanismi: Tässä tyhjiön kalvo sulautuisi plasmakalvoon vapauttaen solukuolemaan tarvittavia entsyymejä.
Kaasunvaihto
Kasveissa kaasunvaihtoa, jota kutsutaan myös hengitykseksi, säätelevät tyhjiöt. Erityislaatuiset solut, joita kutsutaan suojasoluiksi, vastaavat stomaalihuokosten avautumisesta ja sulkeutumisesta. Suojasolujen vakuolit säätelevät hengitysprosessia säätelemällä veden saantia kalvonsa sisällä.
Kasvien liikkuminen
Joillain kasveilla on kyky liikkua. Tällaisissa kasveissa keskusvakuolilla on tärkeä rooli liikkumisessa ohjaamalla tonoplastin toimintaa veden ottamiseksi tai menettämiseksi.
Solun kasvu
Keskusvakuoli pystyy auttamaan solun pidentymisprosessia luomalla korkeamman hydrostaattisen paineen. On kuitenkin huomattava, että tämä voi tapahtua vain, kun soluseinämästä tulee pehmeä ja joustava.