Cos'è un vacuolo e cosa fa? Un vacuolo è una struttura presente nelle cellule animali, vegetali, batteriche, protiste e fungine. È uno degli organelli più grandi presenti nelle cellule e ha la forma di una grande sacca. I vacuoli hanno una struttura semplice: sono circondati da una membrana sottile e riempiti di fluido e di tutte le molecole che assorbono. Sembrano simili alle vescicole, un altro organello, perché entrambi sono sacchi legati alla membrana, ma i vacuoli sono significativamente più grandi delle vescicole e sono si forma quando più vescicole si fondono insieme.

Le 4 principali funzioni del vacuolo

Cosa fa il vacuolo? La funzione principale dei vacuoli è quella di contenere varie sostanze e molecole; sostanzialmente agiscono come l'unità di stoccaggio della cellula. Di seguito sono elencate alcune funzioni chiave del vacuolo, molte delle quali riguardano la conservazione di materiali di cui la cellula avrà bisogno in seguito o che possono danneggiare la cellula e quindi dover essere rimossi:

• Rimuovere e conservare i rifiuti prodotti durante l'autofagia (quando parte della cellula viene distrutta a causa dell'età o del danno)

• Rimuovere e conservare i prodotti estranei dannosi in modo che non danneggino la cella

• Conservare l'acqua

• Conserva i nutrienti come lipidi, proteine ​​e carboidrati

Tuttavia, le funzioni precise di un vacuolo dipendono dal tipo di cellula in cui si trova. Nelle sezioni seguenti, esamineremo le funzioni aggiuntive che i vacuoli possono avere, a seconda che si trovino in cellule animali, vegetali/funghi, batteri o protisti.

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Struttura e funzione dei vacuoli nelle cellule animali

I vacuoli nelle cellule animali immagazzinano principalmente sostanze; non sono tanto necessari per scomporre le sostanze perché lo fanno i lisosomi, un altro organello nelle cellule animali. I vacuoli delle cellule animali sono in genere piccoli e ciascuna cellula può contenere più vacuoli. I vacuoli possono immagazzinare sostanze diverse a seconda del tipo di cellula in cui si trovano. Ad esempio, nelle cellule adipose, i vacuoli spesso immagazzinano grandi quantità di lipidi.

I vacuoli nelle cellule animali aiutano anche nei processi di endocitosi ed esocitosi. L'endocitosi avviene quando le sostanze che non possono muoversi passivamente attraverso la membrana cellulare vengono trasportate attivamente nella cellula. Queste sostanze possono includere qualsiasi cosa, dai nutrienti alle tossine ai detriti cellulari. L'esocitosi è l'opposto; è il processo di spostamento attivo delle molecole fuori da una cellula.

Durante questi processi, il vacuolo è il luogo in cui le sostanze vengono immagazzinate o scomposte prima/dopo essere state spostate dentro/fuori dalla cellula.

Struttura e funzione dei vacuoli nelle cellule vegetali e fungine

A differenza delle cellule animali, le cellule vegetali tipicamente contengono solo un vacuolo per cellula (spesso indicato come vacuolo centrale) e il vacuolo che contengono è molto più grande di quelli delle cellule animali. I vacuoli centrali delle cellule vegetali occupano un'enorme percentuale della cellula, a volte oltre il 90% dello spazio cellulare, sebbene il 30-50% sia più comune.

Intorno ai vacuoli nelle cellule vegetali mature c'è un'ulteriore membrana sottile chiamata tonoplasto. Il tonoplasto aiuta il vacuolo a mantenere la sua struttura in modo che il vacuolo possa mantenere la sua forma. Tuttavia, i vacuoli nelle cellule vegetali e fungine svolgono funzioni molto simili; I vacuoli delle cellule fungine sono in genere molto più piccoli dei vacuoli delle cellule vegetali e ciascuna cellula fungina può contenere più di un vacuolo (simile alle cellule animali).

Vacuoli nelle cellule vegetali e fungine svolgono più funzioni dei vacuoli in altri tipi di cellule ; sono una parte fondamentale per mantenere la pianta/i funghi vivi e sani. Poiché i funghi e le cellule vegetali non contengono lisosomi, anche i vacuoli in queste cellule scompongono più materiali rispetto alle cellule animali. Oltre alle funzioni elencate nella sezione precedente, i vacuoli nelle cellule vegetali e fungine anche:

• Mantenere il pH corretto: Il vacuolo mantiene acido il citoplasma della cellula in modo che gli enzimi possano scomporre diverse molecole. Il vacuolo abbassa il pH spostando i protoni dal citosol cellulare al vacuolo.

• Conservare l'acqua: Il vacuolo può utilizzare la forza motrice protonica, un gradiente chimico utilizzato per spostare i materiali all'interno e all'esterno della cellula, per immagazzinare acqua che consente alla pianta di sopravvivere più a lungo nei periodi di siccità.

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• Mantenere la pressione del turgore: La pressione del turgore è la pressione dell'area principale della cellula contro la parete cellulare. È uno dei modi in cui le piante e gli alberi evitano di indebolirsi e crescono alti e forti. Pensa alle insalate fresche e croccanti rispetto a quelle flosce. I primi hanno un'elevata pressione di turgore. I tonoplasti nei vacuoli controllano la pressione del turgore mantenendo un particolare equilibrio di ioni, che fa sì che il vacuolo si rigonfia contro la parete cellulare.

• Regola la dimensione della cella: Poiché i vacuoli nelle cellule vegetali possono essere così grandi, sono una parte fondamentale nel determinare quanto è grande o piccola una determinata cellula vegetale, il che può a sua volta influenzare la dimensione di diverse parti della pianta.

In questa immagine puoi vedere quanto è più grande il vacuolo (grande struttura blu) in una cellula vegetale rispetto a una cellula animale.Fonte: Comune di Wikipedia

Struttura e funzione dei vacuoli nelle cellule batteriche

Non tutti i tipi di batteri hanno cellule che contengono vacuoli, ma quelli che li contengono, sono per lo più utilizzati per la conservazione. I vacuoli sono particolarmente grandi in alcune specie di batteri solforati; in questi batteri i vacuoli possono occupare tanto spazio o più quanto i vacuoli nelle cellule vegetali, fino al 98% dell’area della cellula. Questi vacuoli vengono spesso utilizzati per immagazzinare ioni nitrato per un utilizzo successivo da parte della cellula.

Alcuni cianobatteri hanno anche vacuoli permeabili ai gas. I gas possono essere spostati dentro o fuori dal vacuolo, consentendo ai batteri di controllare la loro galleggiabilità.

Struttura e funzione dei vacuoli nelle cellule protiste

I protisti contengono un tipo specifico di vacuolo chiamato a vacuolo contrattile. Invece di essere utilizzato per la conservazione, questo vacuolo regola la quantità di acqua in una cellula (nota come osmoregolazione). I protisti che vivono in acqua dolce possono assorbire troppa acqua nelle loro cellule, causandone la rottura. Il vacuolo contrattile impedisce ciò contraendo ed espellendo l'acqua dalla cellula.

Alcuni protisti hanno un vacuolo contrattile per cellula, altri ne hanno più. Nei flagellati come Euglena, il vacuolo contrattile rimane stazionario all'interno della cellula, ma all'interno Ameba, cambia posizione in base ai movimenti del protista. In Ameba, i vacuoli contrattili raccolgono anche i rifiuti prodotti dalla cellula.

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Sommario: Definizione di vacuolo

Un vacuolo è un organello che si trova in molti tipi di cellule, comprese le cellule animali, vegetali, funghi, batteri e protisti. La funzione principale del vacuolo è quella di immagazzinare sostanze, tipicamente sostanze di scarto o nocive oppure sostanze utili di cui la cellula avrà bisogno in seguito.

I vacuoli sono molto importanti nelle cellule vegetali, dove hanno funzioni aggiuntive, come il mantenimento del pH e della pressione di turgore adeguati di cui la pianta ha bisogno per prosperare.

Qual è il prossimo?

Ora conosci i vacuoli, ma per quanto riguarda il resto della cellula? Il c tutta la teoria è un concetto biologico chiave che dovrai conoscere, e puoi imparare tutto al riguardo nella nostra guida approfondita alla teoria cellulare.

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