Centrale Vacuole Definitie
Eenvoudig gezegd is de centrale vacuole een membraangebonden organel dat te zien is in de cellen van de volgende organismen:
- Planten
- Fungi
- Protsen
- Dieren
- Bacteriën
Tot voor kort dacht men dat alle vacuolen die in al deze soorten cellen aanwezig zijn, een gemeenschappelijke oorsprong hebben. Maar uit recent onderzoek is gebleken dat de vacuolen die in verschillende organismen aanwezig zijn, verschillend zijn. Laten we bijvoorbeeld de plantencellen nemen. In deze cellen is er een grote centrale vacuole. De grote centrale vacuole in de plantencellen blijkt een groot deel van de celmassa en het celvolume in beslag te nemen. Opgemerkt zij dat de aanwezigheid van de centrale vacuole van belang is voor de fysiologie van de gehele plant.
Typen vacuolen in planten
Fundamenteel zijn er twee typen vacuolen in planten, namelijk eiwitopslagvacuolen en lytische vacuolen. Er zij op gewezen dat deze twee types twee afzonderlijke organellen in de plantencel vertegenwoordigen, aangezien zij door verschillende transportblaasjes worden bemiddeld.
Vacuolen voor de opslag van eiwitten
Zoals de naam al aangeeft, worden deze gebruikt om verschillende eiwitten op te slaan die essentieel zijn voor de algemene groei van de planten. Voorbeelden van eiwitten die door deze vacuolen worden opgeslagen zijn afweer- en opslagproteïnen.
Lytische vacuolen
Deze daarentegen zullen bestaan uit hydrolytische enzymen, die bedoeld zijn voor het verteren van de celbestanddelen die niet langer bruikbaar zijn.
Structuur van de centrale vacuole
Structureel gezien, blijken de centrale vacuole en de andere vacuolen te bestaan uit de “fosfolipiden-bilaag”. In tegenstelling tot de andere celtypen hebben de plantencellen een grotere vacuole, die twee componenten in zijn structuur heeft. Deze zijn:
Celsap
Dit is het vloeibare gedeelte van de centrale vacuole en bestaat uit de volgende bestanddelen:
- Suikers
- Aminozuren
- Lipiden
- Algemene zouten
- Pigmenten
Tonoplast
Dit is het membraan dat het celsap omhult en zo het sap scheidt van het cytoplasma. Dit membraan helpt de spanning op de centrale vacuole te geven. Net als het celmembraan dat zich in de buitenste laag van de plantencel bevindt, is ook dit membraan opgebouwd uit fosfolipiden en eiwitten. Deze eiwitten regelen de in- en uitstroom van water in de centrale vacuole, die ook de beweging van ionen regelt.
Centrale vacuole functies
De belangrijkste functies van de centrale vacuole zijn als volgt:
Turgordrukbehoud
Zoals hierboven vermeld, kan de centrale vacuole tot 90% van het celvolume innemen. Hij speelt dus een belangrijke rol bij het handhaven van de turgordruk, die wordt gedefinieerd als de druk die door de celbestanddelen op de celwand wordt uitgeoefend. Als zodanig zal de hoeveelheid water die in dit organel aanwezig is, de hoeveelheid uit te oefenen druk bepalen.
Opslag
Zoals men hierboven kan zien, is een van de soorten vacuolen de opslagvacuole, waarin de chemische producten zouden worden opgeslagen (eiwitopslagvacuolen). Deze functie van de centrale vacuole lijkt duidelijk in de planten die hoofdzakelijk afhankelijk zijn van de opslag van voedsel in de vacuole. Voorbeelden hiervan zijn bollen, wortelstokken en knollen.
Verdediging
Zoals men misschien al weet, hebben planten niet de zogenaamde afweercellen voor de verdediging. Zij hebben daarentegen afweercel-dood-mechanismen. Dit zijn twee soorten mechanismen waarbij vacuolen betrokken zijn bij de verdediging.
- Destructief mechanisme: Dit zou zich voordoen wanneer het membraan van de vacuole instort, waardoor de enzymen vrijkomen om de celcomponenten te vernietigen. Deze actie leidt tot de onmiddellijke dood van de cel.
- Niet-destructief mechanisme: Hierbij versmelt het membraan van de vacuole met het plasmamembraan om de enzymen vrij te geven die nodig zijn voor de celdood.
Gasuitwisseling
In planten wordt de gasuitwisseling, die ook wel ademhaling wordt genoemd, geregeld door de vacuolen. Een speciaal soort cellen, bewakingscellen genoemd, zijn verantwoordelijk voor het openen en sluiten van de huidmondjes. Door de opname van water in zijn membraan te regelen, regelt de vacuole van de wachtcellen het ademhalingsproces.
Plant Locomotion
Sommige planten hebben het vermogen zich te verplaatsen. In dergelijke planten zal de centrale vacuole een belangrijke rol spelen in de voortbeweging door de activiteit van de tonoplast te regelen om water op te nemen of te verliezen.
Celgroei
De centrale vacuole is in staat hulp te bieden bij het celstrekkingsproces door een hogere hydrostatische druk te creëren. Maar dit kan alleen gebeuren als de celwand zacht en elastisch wordt.