Vacuolas

O que são vacuolas?

Vacuolas são organelas intracelulares que são separadas do ambiente citosólico por meio de uma membrana. Eles são encontrados em muitos tipos diferentes de células, tanto procariontes quanto eucariotos, bem como em organismos unicelulares e multicelulares.

O termo "vacuola" foi cunhado pela bióloga francesa Félix Dujardin em 1841, para se referir a um espaço intracelular "vazio" que observou dentro de um protozoário. No entanto, os vacúolos são particularmente importantes em plantas e é nesses seres vivos que foram estudados com mais detalhes.

Vacuum de células Eukaryot

Nas células onde estão, os vacúolos exercem muitas funções diferentes. Por exemplo, são organelas muito versáteis e suas funções geralmente dependem do tipo de célula, do tipo de tecido ou órgão ao qual pertencem e do estádio da vida do organismo.

Assim, os vacúolos podem exercer funções no armazenamento de substâncias de energia (alimentos) ou íons e outros solutos, na eliminação de resíduos, na internalização de gases para flutuação, no armazenamento de líquidos, na manutenção da manutenção do pH, entre outros.

Em leveduras, por exemplo, os vacúolos se comportam como a contraparte dos lisossomos nas células animais, pois estão cheias de enzimas hidrolíticas e proteolíticas que os ajudam a degradar diferentes tipos de moléculas dentro.

Geralmente são organelas esféricas cujo tamanho varia com a espécie e com o tipo de célula. Sua membrana, conhecida em plantas como o Toneplast, tem diferentes tipos de proteínas associadas, muitas delas relacionadas ao transporte de e para dentro da vácola.

Estrutura Vacuolas

Esquema de uma célula vegetal onde a vacuola e sua membrana são indicadas, o tom (fonte: Mariana Ruiz [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)] via Wikimedia Commons)

Os vacuolas são encontrados em uma variedade de organismos, como todas as plantas terrestres, algas e mais fungos. Eles também foram encontrados em muitos protozoários, e "organelas" semelhantes foram descritas em algumas espécies de bactérias.

Sua estrutura, como esperado, depende especialmente de suas funções, especialmente se pensarmos em proteínas abrangentes da membrana que permitem a passagem de diferentes substâncias para o interior ou para o exterior da vácola.

Apesar disso, podemos generalizar a estrutura de um vacúolo como uma organela citosólica esférica composta por uma membrana e um espaço interno (lúmen).

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Membrana vacuolar

As características mais destacadas dos diferentes tipos de vacúolos dependem da membrana vacuolar. Nas plantas, essa estrutura é conhecida como tom e não apenas exercícios interface ou funções de separação entre os componentes citosólicos e luminais do vacúolo, mas, como a membrana plasmática, é uma membrana com permeabilidade seletiva.

Em diferentes vacúolos, a membrana vacuolar é atravessada por diferentes proteínas abrangentes da membrana que têm funções em prótons bombeando, no transporte de proteínas, no transporte de soluções e na formação de canais.

Paramecio, seus vacúolos são tingidos em azul. Fonte: Stjepo [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

Assim, tanto na membrana dos vacúolos presentes em vegetais quanto na protozoário, leveduras e fungos, a presença de proteínas e:

• Bombas de prótons ou H+-ATPasas
• Bombas de prótons pirofosfatesa ou H+-PASAS
• Protons anti -transportadores (Na+/K+; Na+/H+; Ca+2/H+)
• Transportadores da família ABC (Cassete de ligação ATP Transportadores)
• Transportadores multidrogias e toxinas
• Transportadores de metal pesado
• Transportadores de açúcar vacuolares
• Transportadores de água

Lúmen vacuolar

O interior dos vacúolos, também conhecido como lúmen vacuolar, é um meio geralmente líquido, geralmente rico em diferentes tipos de íons (com carga positiva e carga negativa).

Devido à presença quase generalizada de bombas protônicas na membrana vacuolar, o lúmen dessas organelas é normalmente um espaço ácido (onde há um grande número de íons de hidrogênio).

Biogênese Vacuolas

Muitas evidências experimentais sugerem que os vacúolos de células eukaryot derivam de rotas internas de biossíntese e endocitose. As proteínas inseridas na membrana vacuolar, por exemplo, vêm da rota secretora inicial, que ocorre nos compartimentos correspondentes ao retículo endoplasmático e ao complexo Golgi.

Além disso, durante o processo de formação de vacuolas, os eventos de endocitose de substâncias ocorrem da membrana plasmática, eventos de autofagia e eventos de transporte direto do citosol para lúmen vacuolares.

Após sua formação, todas as proteínas e moléculas que estão dentro dos vacúolos chegam principalmente graças aos sistemas de transporte relacionados ao retículo endoplasmático e ao complexo Golgi, onde a fusão de videiras de transporte pode ocorrer com a membrana vacuolar.

Da mesma forma, as proteínas de transporte localizadas na membrana vacuolas participam ativamente da troca de substâncias entre compartimentos citosólicos e vacuolares.

Funções Vacuolas

Tecido de uma planta e organelas celulares principais

Em plantas

Nas células vegetais, os vacúolos ocupam, em muitos casos, mais de 90% do volume citosólico total, de modo que são organelas que estão intimamente relacionadas à morfologia celular. Contribuir para a expansão celular e o crescimento de órgãos e tecidos vegetais.

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Como as células vegetais carecem de liossomas, os vacúolos exercem funções hidrolíticas muito semelhantes, uma vez que trabalham na degradação de diferentes compostos extras e intracelulares.

Eles têm funções -chave no transporte e armazenamento de substâncias como ácidos orgânicos, glicosídeos, conjugados de glutationa, alcalóides, antocianinas, açúcares (altas concentrações de mono, di e oligossacarídeos), íons, aminoácidos, metabólitos secundários, etc.

Vacuolas de vegetais também participam do seqüestro de compostos tóxicos e metais pesados, como cádmio e arsênico. Em algumas espécies, essas organelas também têm enzimas de nuclease, que funcionam na defesa das células contra patógenos.

Muitos autores acreditam que os vacuolas vegetais são classificados como vacúolos vegetativos (líticos) ou de armazenamento de proteínas. Nas sementes, os vacúolos de armazenamento são os que predominam, enquanto no restante dos tecidos os vacúolos são líticos ou vegetativos.

Em Protozoa

Os vacúolos contráteis dos protozoários evitam a lise celular devido a efeitos osmóticos (relacionados à concentração de solutos intracelulares e extracelulares) eliminando periodicamente o excesso de água dentro das células quando atingem um tamanho crítico (prestes a explodir); isto é, eles são osmoreguladores organelas.

Em leveduras

A vácola de leveduras é de extrema importância para os processos autofágicos, isto é, dentro da reciclagem ou eliminação dos compostos celulares, bem como das proteínas aberrantes e de outras moléculas (que são rotuladas para sua "entrega" na vácola).

Funciona na manutenção do pH celular e no armazenamento de substâncias como íons (é muito importante para a homeostase do cálcio), fosfatos e polifosfatos, aminoácidos, etc. A vácola de leveduras também participa da "Pexofagia", que é o processo de degradação de organelas completas.

Tipos de vacúolos

Existem quatro tipos principais de vacuolas, que são diferenciados principalmente por suas funções. Alguns com características de alguns organismos específicos, enquanto outros são mais amplamente distribuídos.

Vacuolas digestivos

Esse tipo de vacuola é o encontrado principalmente em organismos protozoários, embora também tenham sido encontrados em alguns animais "mais baixos" e nas células fagocíticas de alguns animais "superiores".

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Seu interior é rico em enzimas digestivas capazes de degradar proteínas e outras substâncias para fins alimentares, porque o que é degradado é transportado para o citosol, onde é usado para vários fins.

Vacuolas de armazenamento

Em inglês, eles são conhecidos como "Vacóis SAP”E eles são os que caracterizam as células vegetais. Eles são compartimentos cheios de líquido e sua membrana (o tom) possui sistemas de transporte complexos para a troca de substâncias entre lúmen e citosol.

Nas células imaturas, esses vacúolos são pequenos e, como a planta madura, eles se fundem para formar uma grande vacuola central.

No interior, eles contêm água, carboidratos, sais, proteínas, resíduos, pigmentos solúveis (antocianinas e antoxantinas), látex, alcalóides, etc.

Vacuolas pulsátil ou contrátil

Vacuolas contráteis ou pulsáteis são encontrados em muitos protistas unicelulares e algas de água doce. Eles são especializados na manutenção osmótica das células e, para isso.

Para exercer suas funções, esse tipo de vacuolas passa por mudanças cíclicas contínuas durante as quais gradualmente incham (eles são preenchidos com fluido, um processo conhecido como diástole) até atingir um tamanho crítico.

Então, dependendo das condições e requisitos de células, a Vacuola se contrai repentinamente (vazia, um processo conhecido como sístole), expulsar todo o seu conteúdo em direção ao espaço extracelular.

Ar ou a gás vacuolas

Esse tipo de vacuola foi descrito apenas em organismos procarióticos, mas difere do restante das vacuolas eucarióticas nas quais não é delimitado por uma membrana típica (células procarióticas não possuem sistemas de membrana interna).

Vacuolas a gás ou "pseudovacuolas" aéreas são um conjunto de pequenas estruturas cheias de gases produzidos durante o metabolismo bacteriano e são cobertos por uma camada de proteína. Estes têm funções em flutuação, em proteção de radiação e resistência mecânica.

Referências

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