Központi vákuólum definíció
Egyszerűen fogalmazva, a központi vákuólum egy membránhoz kötött organellum, amely a következő szervezetek sejtjeiben látható:
- Növények
- Gombák
- Protiszok
- Az állatok
- Baktériumok
Egészen a közelmúltig úgy gondolták, hogy az összes ilyen típusú sejtben jelen lévő vakuolum közös eredetű. A legújabb kutatások azonban megállapították, hogy a különböző szervezetekben jelenlévő vakuolumok különböznek egymástól. Vegyük például a növényi sejteket. Ezekben a sejtekben egy nagy központi vakuólum található. Mint ilyen, a nagy központi vakuólum a növényi sejtekben a sejttömeg és a sejttérfogat jelentős részét foglalja el. Meg kell jegyezni, hogy a központi vakuolum jelenléte az egész növény fiziológiája szempontjából jelentős.
A növényi vakuolumok típusai
A növényi vakuolumok alapvetően kétfélék, nevezetesen a fehérjetároló vakuolumok és a lítikus vakuolumok. Meg kell jegyezni, hogy ez a két típus két különálló organellumot képvisel a növényi sejtben, mivel ezeket különböző transzportvezikulák közvetítik.
Fehérje tároló vakuolumok
Amint a neve is mutatja, ezek különböző fehérjék tárolására szolgálnak, amelyek elengedhetetlenek a növények általános növekedéséhez. Példák az ilyen vakuolumok által tárolt fehérjékre a védelmi és raktározási fehérjék.
Litikus vakuolumok
Ezek viszont hidrolitikus enzimeket fognak tartalmazni, amelyek a már nem hasznos sejtalkotók megemésztésére szolgálnak.
Központi vakuolum szerkezete
Szerkezetileg nézve a központi vakuolumot és a többi vakuolumot “foszfolipid kettősrétegből” állónak találjuk. A többi sejttípustól eltérően a növényi sejtek nagyobb vakuólummal rendelkeznek, amelynek szerkezetében két komponens található. Ezek a következők:
Cellafolyadék
Ez a központi vakuólum folyékony része, és a következő összetevőkből áll:
- Cukrok
- Aminosavak
- Lipidek
- Ásványi sók
- Pigmentek
Tonoplaszt
Ez az a membrán, amely a sejtnedvet borítja, ezáltal elválasztva azt a citoplazmától. Ez a membrán segít megadni a központi vakuólum feszültségét. A növényi sejt külső rétegében található sejtmembránhoz hasonlóan ez a membrán is foszfolipidekből és fehérjékből áll. Ezek a fehérjék szabályozzák a víz be- és kilépését a központi vakuólumba, ami az ionok mozgását is szabályozza.
A központi vakuólum funkciói
A központi vakuólum legfontosabb funkciói a következők:
Turgornyomás fenntartása
Amint már említettük, a központi vakuólum a sejt térfogatának akár 90%-át is elfoglalhatja. Így jelentős szerepet játszik a turgornyomás fenntartásában, amelyet a sejtkomponensek által a sejtfalra kifejtett nyomásként határoznak meg. Mint ilyen, az ebben az organellumban jelen lévő víz mennyisége határozza meg a kifejtendő nyomás mértékét.
Tárolás
Amint fentebb láthattuk, a vakuolumok egyik típusa a tárolóvakuolum, amely a kémiai termékeket tárolná (fehérje tárolóvakuolumok). A központi vakuolumnak ez a funkciója nyilvánvalónak tűnik azokban a növényekben, amelyek elsősorban a táplálék vakuolumon belüli tárolásától függenek. Ilyenek például a hagymák, a rizómák és a gumók.
Védekezés
Amint azt már tudhatjuk, a növényeknek nincsenek úgynevezett immunsejtjeik a védekezésre. Ezzel szemben rendelkeznek védelmi sejtpusztító mechanizmusokkal. Ez a kétféle mechanizmus, amelyben a vakuolumok részt vesznek a védekezésben.
- Pusztító mechanizmus: Ez akkor következne be, amikor a vakuólum membránja összeomlik, ezáltal felszabadulnak az enzimek a sejtkomponensek elpusztítására. Ez a művelet a sejt azonnali elhalásához vezetne.
- Nem destruktív mechanizmus: Ebben az esetben a vakuolum membránja összeolvad a plazmamembránnal, hogy felszabaduljanak a sejthalálhoz szükséges enzimek.
Gázcsere
A növényekben a gázcserét, amelyet légzésnek is neveznek, a vakuolumok irányítják. A sztómapórusok nyitásáért és zárásáért a különleges sejtfajták, az úgynevezett őrsejtek felelnek. Az őrsejtek vakuólumai a membránjukon belüli vízfelvétel szabályozásával szabályozzák a légzési folyamatot.
Növényi mozgás
Egyes növények képesek a mozgásra. Az ilyen növényekben a központi vakuólum fontos szerepet játszik a helyváltoztatásban azáltal, hogy szabályozza a tonoplaszt aktivitását a víz felvételére vagy elvesztésére.
Cellanövekedés
A központi vakuólum képes segítséget nyújtani a sejt megnyúlásának folyamatában azáltal, hogy nagyobb hidrosztatikus nyomást hoz létre. De meg kell jegyezni, hogy ez csak akkor történhet meg, ha a sejtfal puha és rugalmas lesz.