Вакуоли: особенности, строение и функции

Название вакуоли происходит от латинского «vacuus», что значит «пустой». Но не нужно торопиться и относить вакуоли в разряд пустых и ненужных. Это небольшие или крупные полости, которые присутствуют в животных, растительных клетках и многоклеточных организмах. 

Что такое вакуоли?

Похожие на мелкие пузырьки или крупные полости, вакуоли образуются на участках эндоплазматической сети и комплекса Гольджи. От цитоплазмы они отделены мембраной, которая сохраняет их внутреннее содержимое: жидкость с растворенными в ней веществами. 

Животные клетки содержат небольшие по размеру вакуоли, похожие на маленькие пузырьки. В растительных клетках расположена одна большая, центральная вакуоль, которая занимает значительный объем.

Строение

Вакуоль устроена довольно просто. Ее однослойная мембрана называется тонопластом. Внутри вакуоли находятся растворенные в воде

• минеральные компоненты;
• сахара;
• органические кислоты;
• пигменты (у растений);
• углекислый газ и кислород;
• другие продукты клеточного метаболизма.

Тонопласт не изолирует полностью внутреннее содержимое. Он содержит поры, через которые поступает вода и другие вещества. «Плотный пузырек» давит на цитоплазму, придавая клетки тургор, поддерживая ее в упругом состоянии.

На заметку: В молодых клетках содержится несколько небольших вакуолей в виде пузырьков. С возрастом они сливаются, и в клетке остается одна большая вакуоль, которая занимает много места: до 90% от общего объема клетки.

Функции

Вакуоли выполняют разнообразные функции. Это зависит от конкретной клетки, в которой они находятся. Если это одноклеточный организм – роль одна, растительная клетка – роль другая. Если обобщить, то вакуоль выполняет следующие задачи:

1. Отложение питательных веществ и их изоляция. Расход – по потребности клетки.


2. Резервуар для «отходов» - ненужных продуктов метаболизма. За счет ферментов в составе вакуолярного сока, вредные соединения разрушаются. Если клетка отмирает, то вакуоль лопается внутри клетки, а находящиеся в ней ферменты разрушают клеточную цитоплазму и всю структуру. Такой процесс носит название автолиза. 


3. Поддержание тургора или упругого состояния. Некоторые клетки способны увеличиваться в размерах и расти за счет растяжения.


4. Регуляция водного баланса, поддержание концентрации внутриклеточной жидкости на постоянном уровне.


5. В растительных клетках – наличие пигментов – красящих веществ, придающих тканям определенный окрас.


6. В клетках одноклеточных водных организмов (амебы, инфузории-туфельки) содержатся сократительные вакуоли. Они регулируют баланс жидкости (осмотическое давление), выводя излишки воды наружу. 


7. Простейшие содержат пищеварительные вакуоли, где благодаря ферментам переваривается пища. У высших животных также есть пищеварительные вакуоли, но они содержатся в клетках-фагоцитах. 

На заметку: Вакуоли выводят из клетки токсичные соединения, такие, как тяжелые металлы и гербициды. За счет внутренней, кислой среды эти органоиды расщепляют крупные макромолекулы, которые засоряют цитоплазму.

Основные функции вакуолей представлены в таблице:

Вакуоль в животной клетке

Вакуоли – органоиды, типичные для растений и грибов, встречаются они и в животных клетках. Здесь они представлены небольшими пузырьками, «плавающими» в цитоплазме. 

Их основная роль:

• накопление и запас питательных компонентов;
• содержание продуктов распада и их разложение;
• переваривание крупных частиц или макромолекул.

В животных клетках вакуоли – это по сути лизосомы, которые содержат ферменты и способны к процессам фагоцитоза и пиноцитоза. Они переваривают питательные частицы и отмершие элементы клетки. Вакуоли запасают вещества, переваривают пищевые частицы и питательные растворы, а также регулируют содержание воды и солей.

Вакуоль в растительной клетке

В клетках растений вакуоль – важный по значению органоид. Она крупных размеров и занимает до80-90% от объема клетки. Растительный органоид:

• поддерживает тургор и за счет растяжения клеточка растет;


• транспортирует в цитоплазму необходимые компоненты;


• переваривает за счет ферментов ненужные вещества;


• содержит растительные пигменты, окрашивая ткани в зеленые, оранжевые, красные, желтые цвета и промежуточные оттенки;


• у некоторых в составе вакуолей есть ядовитые вещества, которые защищают растение от поедания;


• за счет питательных веществ органоиды участвуют в прорастании семян.

Клетка нуждается в вакуолиях. Этот органоид важен для пищеварения, водно-солевого обмена, детоксикации (очищения организма от токсинов), роста и развития клеток. Вакуоль – важная составная часть растительной клетки. Важна она и для простейших, грибов, и для многоклеточных организмов. Вакуоль не содержится в вирусах и фагах.