Vacuolo
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I vacuoli sono organuli tipici dei vegetali separati dal citoplasma da una membrana propria detta tonoplasto. Sono molto simili alle vescicole animali ma di dimensione maggiore. I vacuoli svolgono numerose funzioni ad esempio i vacuoli di riserva che si formano in seguito a fagocitosi. Molti protisti di acqua dolce possiedono vacuoli contrattili che pompano verso l'esterno l'acqua in eccesso.
Le cellule vegetali mature contengono generalmente un grosso vacuolo centrale delimitato da una membrana chiamata tonoplasto che fa parte del sistema delle membrane interne; inizialmente i vacuoli sono piccoli e numerosi, poi all'aumentare delle dimensioni della cellula non corrisponde un aumento del citoplasma. A crescere sono i vacuoli che danno alla cellula un aspetto lamellare. Alle varie lamelle sono attaccati i vari organelli citoplasmatici. Man mano che crescono, i vacuoli tendono ad unirsi in un unico organulo di grandi dimensioni tanto da occupare circa il 90% della cellula, addossando il citoplasma e gli organuli alla membrana plasmatica. Nelle cellule vegetali il vacuolo contiene prevalentemente:
- ioni minerali e sostanze idrosolubili (monosaccaridi, disaccaridi e trisaccaridi)
- metaboliti secondari, forse dannosi o superflui per la pianta
- acidi organici (es. acido citrico, malico), glucosidi, tannini, antociani (pigmenti dal rosso al viola) terpeni, alcaloidi ecc.
Il grosso vacuolo di una cellula vegetale prende origine da organelli, i provacuoli, tutti provenienti da una particolare regione del RE, il GERL che vengono avvolti da membrane citoplasmatiche ed a causa di ciò la loro membrana originaria perde la sua integrità e gli enzimi interni degradano il materiale citoplasmatico avvolto, mentre la membrana iniziale riacquisterà la sua integrità tornando a contatto diretto col citoplasma metabolicamente attivo; segue un'adesione di questi organelli che porterà alla formazione di un unico grosso vacuolo o di più unità vacuolari.
[modifica] Funzione
I vacuoli posson svolgere nelle cellule vegetali diverse funzioni:
- Funzione di riserva (stoccaggio di proteine, carboidrati, sali inorganici, ecc.). Il vacuolo della cellula vegetale è un compartimento versatile tipo magazzino (per le piante): è il luogo di accumulo di composti organici, come le proteine che vengono accumulate nei vacuoli delle cellule di riserva dei semi, un tipo particolare di essi sono i cosiddetti granuli di aleurone che hanno un peso molecolare molto elevato e che al momento dello sviluppo embrionale rilasciano all'esterno le proteine ed altri composti organici utili alla crescita embrionale, oltre a costituire il principale magazzino degli ioni inorganci delle cellule vegetali, quali il potassio che è un ottimo attivatore enzimatico e cloruro, ed anche degli ioni organici quali l'ossalato ed il malato.
- Funzione litica: mobilizzazione di polisaccaridi e proteine di riserva: degradazione di componenti cellulari nel normale turnover, nel differenziamento, nella senescenza. Sebbene le cellule vegetali siano prive di lisosomi specializzati presenti invece nelle cellule animali, le funzioni svolte da questi organuli vengono compiute dai vacuoli i quali contengono enzimi idrolitici responsabili della digestione delle macromolecole di riserva e del riciclaggio dei componenti molecolari degli organuli che al momento opportuno verrano mandati al citoplasma dove catalizzeranno i vari processi endoergonici.
- Segregazione dei prodotti secondari del metabolismo: (flavonoidi, alcaloidi, glucosidi, tannini, terpeni, acidi organici, ecc.).
Molte piante usano i vacuoli come sito di accumulo di prodotti intermedi di vari metabolismi che risulterebbero dannosi alla cellula se accumulati a livello citoplasmatico; alcuni vacuoli contengono, inoltre, pigmenti, come i flavonoidi, che conferiscono la colorazione caratteristica alla cellula ed altre sostanze definite come metaboliti secondari che proteggono la pianta dai predatori poiché contengono sostanza nocive o repellenti per gli animali.
- Equilibrio ionico e regolazione dell’osmosi: impulso alla distensione cellulare; partecipazione alla funzione di sostegno.
Il vacuolo svolge un ruolo importante durante la crescita delle cellule vegetali che si allungano in seguito all'assorbimento di acqua da parte del vacuolo stesso, rendendo possibile l'accrescimento della cellula con il minimo aumento possibile di nuovo citoplasma; siccome il citoplasma è limitato a un guscio sottile compreso tra la membrana plasmatica e il tonoplasto, il rapporto tra la superficie della membrana e il volume citoplasmatico è molto grande anche nel caso di grandi cellule vegetali.
