Строение и функции вакуоли

Вакуоль — это клеточная органелла, встречающаяся в ряде различных типов клеток. Она представляют собой заполненные жидкостью закрытые структуры, отделенную от цитоплазмы одной мембраной. Вакуоли встречаются в основном в растительных клетках и грибах. Однако некоторые протисты, клетки животных и бактерии также содержат эти органеллы. Вакуоль отвечают за широкий спектр важных функций в клетке, включая хранение питательных веществ, детоксикацию и экспорт отходов.

Вакуоль в клетках растений

Вакуоль в растительной клетке окружена одной мембраной, называемой тонопластом. Она образуется, когда везикулы, высвобождаемые эндоплазматическим ретикулумом и комплексом Гольджи, сливаются вместе. Недавно развившиеся растительные клетки обычно содержат несколько небольших вакуолей. По мере созревания клетки крупная центральная вакуоль образуется из слияния меньших вакуолей. Центральная вакуоль может занимать до 90% объема клетки.

Функция вакуоли

Вакуоли в клетках растений выполняют ряд важных функций, включая:

  • Тургорное давление — сила, воздействующая на клеточную стенку, так как содержимое клетки подталкивает плазматическую мембрану к стенке клетки. Вода, заполняющая центральную вакуолью, оказывает давление на клеточную стенку, чтобы помочь растительным структурам оставаться жесткими и прямыми.
  • Рост — центральные вакуоли помогают в удлинении клеток, поглощая воду и оказывают давление тургора на клеточную стенку. Росту способствует высвобождение определенных белков, которые снижают жесткость клеточной стенки.
  • Хранение — вакуоли хранят важные минералы, воду, питательные вещества, ионы, отходы, небольшие молекулы, ферменты и растительные пигменты.
  • Деградация молекул — внутренняя кислая среда вакуолей способствует деградации более крупных молекул, направляемых в вакуоль для разрушения. Тонопласт помогает создать эту кислую среду путем переноса ионов водорода из цитоплазмы в вакуоль. Среда с низким рН активирует ферменты, которые разрушают биологические полимеры.
  • Детоксикация — вакуоли удаляют потенциально токсичные вещества из цитозоля, такие как избыточные тяжелые металлы и гербициды.
  • Защита — некоторые вакуоли хранят и выделяют химические вещества, которые являются ядовитыми или неприятными для защиты растений от животных.
  • Прорастание семян — вакуоли являются источником питательных веществ для семян во время прорастания. Они хранят важные углеводы, белки и жиры, необходимые для роста.

Вакуоли клеток растений функционируют аналогично лизосомам в клетках животных. Лизосомы являются мембранными мешочками ферментов, которые переваривают клеточные макромолекулы. Вакуоли и лизосомы также участвуют в запрограммированной гибели клеток, которая в растениях происходит посредством процесса, называемого автолизом. Автолиз растений — это естественный процесс, при котором растительная клетка разрушается своими ферментами. В упорядоченной серии событий вакуумирующий тонопласт разрывается, высвобождая свое содержимого в цитоплазму клетки. Пищеварительные ферменты из вакуоли затем разрушают всю клетку.

17. Вакуоли. Строение, химический состав и функции. Лизосомы и периксомы.

Лизосомы представляют собой неотъемлемую часть состава клетки. Они являются разновидностью везикул. Эти клеточные помощники, являясь частью вакуома, покрыты оболочкой из мембраны и наполнены гидролитическими ферментами. Важность существования лизосом внутри клетки обеспечена секреторной функцией, которая необходима в процессе фагоцитоза и аутофагоцитоза.

Лизосомы существуют как в животных и растительных клетках, так и в клетках грибов. Строение и функции лизосом могут отличаться. Они могут иметь разные размеры, форму, особенности структуры и химического состава. В обобщенном варианте лизосомы – это мембранные пузырьки, образованные из везикул и эндосом, с кислотной средой (PH от 1,5 до 4-4,5).

Это интересно:  Оценка физического развития ребенка

Отличительной чертой строения и функций лизосом, помимо кислой реакции внутренней среды, от других внутриклеточных органелл является наличие белковых ферментов. Ферменты участвуют в процессе распада полимеров, имеющихся в организме, а именно белков, углеводов, жиров и нуклеиновых кислот. Размеры лизосом колеблются от 0.3 до 0.5 мкм. в зависимости от обитания.

Такой большой набор ферментов внутри микроскопического пузырька обусловлен рядом важных функций лизосом, выполняемых в организме. У живых организмов, имеющих внутриклеточное пищеварение, лизосомы принимают участие в переваривании питательных веществ, поступивших в клетку в процессе эндоцитоза. При эндоцитоце клетка захватывает не только питательные вещества, но и бактерии и другие вещества, попадающие в организм. Ферменты лизосом переваривают захваченные частицы, сливаясь с вакуолями.

Ферменты лизосом могут оказывать благотворное воздействие на клетку и организм в целом. Лизосомы переваривают не только необходимые вещества, но и уничтожают вредные, ненужные клетке элементы (участвуют в обновлении клеток). Ферменты лизосомы расщепляют и произведенные самой клеткой белковые соединения. Этот процесс назван биологами аутофагией. При автолизе лизосомы самоуничтожают клетки, которые могут оказатьпагубно влияние на организм. Этот процесс происходит при развитии организма и дифференцировании клеток, отвечающих за специализированные процессы.

Также, к функциям лизосом можно отнести их участвуют в обмене веществ. Переваренные лизосомами вещества поступают в межклеточную жидкость или плазму крови и вовлекаются в обмен веществ. В растительных организмах лизосомы способны накапливать ионы, пигменты, белки и вторичные метаболиты. Нарушение работы лизосом может оказать влияние на работу всего организма. При сбоях могут быть вызваны процессы накопления и развитие сложных заболеваний. При разрыве лизосом в гиалоплазму попадают расщепляющие ферменты. Подобное происходит при действии излучения или при некрозе, сопровождаясь повышением активности ферментов лопнувших лизосом.Вакуоль — ограниченный мембраной органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках и выполняющий различные функции (секреция, экскреция и хранение запасных веществ, аутофагия, автолиз и др.) . Вакуоли и их содержимое рассматриваются как обособленный от цитоплазмы компартмент. Вакуоли особенно хорошо заметны в клетках растений: во многих зрелых клетках растений они составляют более половины объёма клетки. Одна из важных функций растительных вакуолей — накопление ионов и поддержание тургора (тургорного давления) . Вакуоль — это место запаса воды.

Мембрана, в которую заключена вакуоль, называется тонопласт. Вакуоль в растительной клетке одна и занимает довольно большой объем, в то время как вакуолей в животной клетке несколько, и каждая имеет свои функции: пищеварительные, фагоцитозные, сократительные. Вакуоли образуются из пузырьков аппарата Гольджи и могут быть сократительными (которые служат для осмотической регуляции) и центральными.

Вакуоль состоит из полости в цитоплазме, которая может достигать до 90% от общего объема всей клетки, из вакуолярной мембраны, которая ограничена от этой полости тонопластом и заполненна клеточным соком (концентрированный водный раствор минеральных солей, сахаров, органических кислот, пигментов и отходов жизнедеятельности клетки).

Вакуоль выполняет такие функции, как обеспечение роста растительной клетки за счет растяжения, происходящего в результате поступления в нее воды. Вакуоль также регулирует напряженное состояние клеточной стенки, которое происходит из-за давления внутриклеточной жидкости.

Это интересно:  Стук гидрокомпенсаторов устранение без разбора

Содержащиеся в вакуоли гидролитические ферменты способствуют повторное использование таких компонентов, как хлоропласт. Также в вакуоли скапливаются отходы жизнедеятельности клетки: млечный сок, танины и алкалоиды. Эти вещества делают растение несъедобным.

Помимо отходов в вакуоли также хранятся питательные вещества, которые используются цитоплазмой клетки при необходимости: это инсулин, сахароза и минеральные соли.

Вакуоли

Содержание:

Что такое вакуоли и их роль

Вакуоли представляют собой одномембранные клеточные органоиды, то есть другими словами являются одним из важных компонентов клетки, причем не любой клетки, а только клетки эукариотической, то есть такой, у которой в наличии ядро и мембрана (внешняя оболочка). Впрочем, не все эукариотические клетки имеют вакуоли среди своих органоидов, в основном они встречаются в клетках растений и грибов. О том, какое строение вакуоли, и какую роль она осуществляет для нормальной работы клетки наша статья.

Образование и строение вакуоли

Все вакуоли образуются от провакуолей, которые в свою очередь появляются при рождении клетки в виде мембранных пузырьков.

Так выглядят вакуоли в растительной и животной клетке. Внешне она представляет собой большой пузырек, который в зрелой клетке может занимать более половины всего объема (особенно в растительной клетке).

По краям вакуоль подобно клетке окружена защитной оболочкой – мембраной, называемой тонопластом. Внутри же вакуоли находится клеточный сок, представляющий собой концентрированный раствор из воды, минеральных солей, сахаров, органических кислот, кислорода, диоксида углерода, продуктов клеточного метаболизма и так далее.

Мембрана-тонопласт вакуоли местами проницаема, в частности через нее в вакуоль поступает вода, благодаря этому вакуоль начинает осуществлять давление на окружающую цитоплазму (это давление называют тургорным), как следствие цитоплазма прижимается к стенкам клетки. Такое давление, вызванное вакуолей, помогает клеткам растений оставаться жесткими и прямыми и в целом способствуют их росту.

Функции вакуоли в клетке

Вакуоли обеспечивают нормальную работу клетки и осуществляют целый ряд полезных функций:

  • Именно благодаря вакуолям осуществляется рост клетки, они способствуют ее удлинению за счет особого тургорного давления на стенки клетки. Как мы писали выше, тургорное давление вакуоли на клеточную стенку происходит вследствие заполнения вакуоли водой.
  • Вакуоли хранят важные минералы, питательные вещества, воду, необходимые клетке ферменты и растительные пигменты.
  • Вакуоли удаляют из клетки потенциально токсичные вещества, такие как тяжелые металлы и гербициды. Также внутренняя кислая среда вакуолей осуществляют расщепление крупных молекул, которые мешают нормальной работе клеток.

Вакуоль в растительной клетке

Дополнительно в клетках растений вакуоли осуществляют такие функции как:

  • Защиту, у некоторых растений именно вакуоли выделяют особые химические вещества, которые являются ядовитыми либо попросту неприятными по запаху для некоторых животных. Таким образом, растения защищают себя.
  • Также у многих растений именно вакуоли ответственны за прорастание семян. В вакуолях хранятся важные белки, углеводы и жиры, необходимые для роста семян. По сути вакуоли являются источником питательных веществ для семян на время их прорастания.

Вакуоль, видео

И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.

Эта статья доступна на английском языке — Vacuole.

Функции компонента вакуоля

Вакуоль — это центральный компонент, входящий в живую клетку и выполняющий некоторые жизненно необходимые функции.

Ее строение отличается от других структур клетки, внутри вакуоли имеется свободное пространство и ее мембрана имеет проницаемую структуру.

Внутри вакуоль заполнена определенным водным раствором (так называемый клеточный сок), содержащий необходимые питательные вещества или продукты жизнедеятельности, такие как пигменты, которые окрашивают в разные цвета ягоды, цветы и другие органы растений, минеральные соли, различные сахара или отходы жизнедеятельности.

Это интересно:  Меры пресечения в уголовном процессе

Разновидности

Данные органоиды относятся к одномембранным структурам клеток. Некоторые структуры постоянны, а другие появляются для каких-либо функций.

Возникают они в следствие распространения пузырьков аппарата Гольджи и эндоплазматической сети.

Существует три вида органелл:

  1. пищеварительные — это непостоянные компоненты, возникающие тогда, когда одноклеточные животные (или те организмы которые питаются с помощью фагоцитоза или пиноцитоза) захватывают пищу. Они заглатывают, переваривают пищу и усваивают питательные вещества. Этот органоид можно сравнить с желудком человека, он точно также переваривает захваченные микробы или водоросли;
  2. сократительные представляет собой сеть каналов и выполняет функцию поглощения необходимой жидкости и выведения ненужной воды. Некоторые ученые предполагают, что эта органелла участвует в дыхании;
  3. в клетке растений — это небольшие одномембранные структуры, заполненные клеточным соком. В молодых растительных клетках их может быть более трех штук. Основная роль вакуоли в растительной клетки — это запас питательных веществ и выведение ненужных и вредных компонентов наружу.

Смотря, на строение и устройство они могут запасать питательные вещества, растворять их или удалять из клетки.

Основные функции

Функции вакуоли разнообразны:

  1. В некоторых растительных органоидах откладываются остатки жизнедеятельности, после из них образуются вещества, которые способны выделять фермент. Вот эти вещества отпугивают животных, которые питаются травой (они имеют горький или вяжущий привкус). Ярким примером служит растение одуванчик или молочай, если мы оторвем листик, то увидим белое молочко — это и есть содержимое вакуолей.
  2. С помощью полупроницательной мембраны она может поглощать в себя воду, в результате этого повышается внутреннее давление в клетке. Это очень важно во время роста и для водного баланса растения.
  3. В некоторых вакуолях находятся пигменты, которые собственно и окрашивают цветы, плоды и листья в разноцветные цвета. Яркая расцветка для цветов очень важна, так как насекомые в первую очередь опыляют яркие и большие цветы.
  4. В растениях эти компоненты участвуют в аутолизе — это значит, что клетки занимаются самоперевариванием.
  5. Некоторые из этих компонентов выполняют функцию определенных резервуаров, которые запасают необходимые питательные вещества. Такие, как сахароза, различные белки, органические кислоты, минеральные соли и многие другие вещества.

Итак, мы выяснили, что основные функции — это хранение необходимых питательных веществ, секреция, аутолиз и выделение. Они находятся не только в растительных, но и в животных клетках. Различают постоянные и непостоянные вакуоли.

Статья написана по материалам сайтов: studfiles.net, www.poznavayka.org, gemoparazit.ru.

«

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий