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Vacuolas Función y Definición

Vacuolas
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Una vacuola es un organelo celular encontrado en una serie de diferentes tipos de células . Las vacuolas son estructuras cerradas llenas de fluido que están separadas del citoplasma por una sola membrana. Se encuentran principalmente en células vegetales y hongos . Sin embargo, algunos protistas , células animales y bacterias también contienen vacuolas. Las vacuolas son responsables de una amplia variedad de funciones importantes en una célula, incluyendo almacenamiento de nutrientes, desintoxicación y exportación de residuos.

 

vacuola ( v æ juː oʊ l / ) es una membrana -bound orgánulo que está presente en todas las plantas y hongos células y algunos protistas , animales  y bacterianas células. Las vacuolas son compartimentos esencialmente cerrados que están llenos de agua que contiene moléculas inorgánicas y orgánicas, incluyendo enzimas en solución, aunque en ciertos casos pueden contener sólidos que han sido engullidos. Las vacuolas se forman por la fusión de múltiples vesículas de membrana y son efectivamente sólo formas más grandes de éstas.  El organelo no tiene forma o tamaño básico; su estructura varía según las necesidades de la célula.

VACUOLAS DE LAS CÉLULAS VEGETALES

Un vacuolo de células vegetales está rodeado por una sola membrana llamada tonoplast. Las vacuolas se forman cuando las vesículas, liberadas por el retículo endoplásmico y el complejo de Golgi, se fusionan. Las células vegetales de reciente desarrollo típicamente contienen un número de vacuolas más pequeñas. A medida que la célula madura, se forma una gran vacuola central a partir de la fusión de vacuolas más pequeñas. La vacuola central puede ocupar hasta el 90% del volumen de la célula.

FUNCIÓN DE LAS VACUOLAS

Las vacuolas de células vegetales realizan una serie de funciones en una célula incluyendo:

  • Presión de turgencia – presión de turgescencia es la fuerza ejercida contra la pared celular a medida que el contenido de la célula empuja la membrana plasmática contra la pared celular. El vacuolo central lleno de agua ejerce presión sobre la pared celular para ayudar a que las estructuras de la planta permanezcan rígidas y erguidas.
  • Crecimiento – la vacuola central ayuda a la elongación de las células mediante la absorción de agua y el ejercicio de la presión de turgencia en la pared celular. Este crecimiento se ve favorecido por la liberación de ciertas proteínas que reducen la rigidez de la pared celular.
  • Almacenamiento : vacuolas almacenan importantes minerales, agua, nutrientes, iones, productos de desecho, pequeñas moléculas, enzimas y pigmentos vegetales.
  • Degradación de la molécula – el medio ambiente interno de una vacuola ayuda a la degradación de las moléculas más grandes enviadas a la vacuola para su destrucción. El tonoplast ayuda a crear este ambiente ácido mediante el transporte de iones de hidrógeno desde el citoplasma en la vacuola. El entorno de pH bajo activa las enzimas, que degradan los polímeros biológicos .
  • Desintoxicación : las vacuolas eliminan sustancias potencialmente tóxicas del citosol, como el exceso de metales pesados ​​y herbicidas.
  • Protección – algunas vacuolas almacenan y liberan sustancias químicas que son venenosas o tienen un sabor malo para impedir que los depredadores consuman la planta.
  • Germinación de las semillas – las vacuolas son una fuente de nutrientes para las semillas durante la germinación. Ellos almacenan los carbohidratos , proteínas y grasas necesarios para el crecimiento.

vacuolas

¿SABÍAS?

Las vacuolas de las plantas funcionan de forma similar en plantas como los lisosomasen células animales . Los lisosomas son sacos membranosos de enzimas que digieren macromoléculas celulares. Las vacuolas y los lisosomas también participan en la muerte celular programada . La muerte celular programada en las plantas se produce por un proceso llamado autolisis ( autolisis ). La autolisis de la planta es un proceso natural en el cual una célula vegetal es destruida por sus propias enzimas. En una serie ordenada de eventos, el tonoplast vacuolar rompe la liberación de su contenido en el citoplasma celular . Las enzimas digestivas de la vacuola entonces degradan la célula entera

DEFINICION DE LAS VACUOLAS

vacuolas

Las vacuolas son burbujas de almacenamiento que se encuentran en las células. Se encuentran en las células animales y vegetales, pero son mucho más grandes en las células vegetales . Las vacuolas podrían almacenar alimentos o cualquier variedad de nutrientes que una célula podría necesitar para sobrevivir. Incluso pueden almacenar productos de desecho para proteger el resto de la celda de la contaminación. Eventualmente, esos productos de desecho se enviarían fuera de la celda.

La función y el significado de las vacuolas varía mucho según el tipo de célula en la que están presentes, teniendo una mayor prominencia en las células de las plantas, hongos y ciertos protistas que los de los animales y las bacterias.

En general, las funciones de la vacuola incluyen:

  • Aislar materiales que pueden ser dañinos o una amenaza para la célula
  • Contenido de residuos
  • Contiene agua en las células vegetales
  • Mantener presión hidrostática interna o turgencia dentro de la célula
  • Mantener un pH interno ácido
  • Contiene pequeñas moléculas
  • Exportación de sustancias no deseadas de la célula
  • Permite que las plantas apoyen estructuras tales como hojas y flores debido a la presión de la vacuola central
  • Al aumentar su tamaño, permite que la planta germinadora o sus órganos (como las hojas) crezcan muy rápidamente y consuman principalmente agua.
  • En las semillas, las proteínas almacenadas necesarias para la germinación se mantienen en “cuerpos proteicos”, que son vacuolas modificadas.

Las vacuolas también juegan un papel importante en la autofagia , manteniendo un equilibrio entre la biogénesis (producción) y la degradación (o rotación) de muchas sustancias y estructuras celulares en ciertos organismos. También ayudan en la lisis y el reciclado de proteínas mal plegadas que han comenzado a acumularse dentro de la célula. Thomas Boller  y otros propusieron que la vacuola participa en la destrucción de la invasión de bacterias y Robert B Mellor propuesto formas específicas de órganos tienen un papel en la vivienda ” bacterias simbióticas. En los protistas, las vacuolas tienen la función adicional de almacenar alimentos que han sido absorbidos por el organismo y que ayudan en el proceso de digestión y manejo de desechos para la célula.

La vacuola probablemente evolucionó varias veces independientemente, incluso dentro de los Viridiplantae . 

ESTRUCTURAS DE LAS VACUOLAS

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a estructura de las vacuolas es bastante simple. Hay una membrana que rodea una masa de líquido. En ese fluido hay nutrientes o productos de desecho. Las plantas también pueden usar vacuolas para almacenar agua. Esas minúsculas bolsas de agua ayudan a mantener la planta. Están estrechamente relacionados con objetos llamados vesículas que se encuentran a través de la célula.

En las células vegetales, las vacuolas son mucho más grandes que en las células animales. Cuando una célula vegetal ha dejado de crecer, generalmente hay una vacuola muy grande. A veces, esa vacuola puede ocupar más de la mitad del volumen de la célula. La vacuola contiene grandes cantidades de agua o alimentos. No forjar que las vacuolas también pueden contener los productos de desecho de la planta. Esos productos de desecho se rompen lentamente en pedazos pequeños que no pueden dañar la célula. Las vacuolas se aferran a cosas que la célula podría necesitar, al igual que una mochila.

MISIÓN DE LAS VACUOLAS

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Las vacuolas también juegan un papel importante en la estructura de la planta. Las plantas usan paredes celulares para proporcionar apoyo y células envolventes. El tamaño de esa célula todavía puede aumentar o disminuir dependiendo de cuánta agua está presente. Las células vegetales no se contraen debido a cambios en la cantidad de citoplasma . La mayor parte del volumen de una célula de planta depende del material en las vacuolas.

Esas vacuolas ganan y pierden agua dependiendo de la cantidad de agua disponible para la planta. Una planta caída ha perdido gran parte de su agua y las vacuolas se están encogiendo. Todavía mantiene su estructura básica debido a las paredes celulares. Cuando la planta encuentra una nueva fuente de agua, las vacuolas se rellenan y la planta recupera su estructura.

CARACTERÍSTICAS DE LAS VACUOLAS

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Una vacuola se encuentra generalmente en todas las células de plantas y hongos, así como algunas células de protistas, animales y bacterias. Estas estructuras ligadas a la membrana son básicamente compartimentos cerrados que están llenos de moléculas inorgánicas y orgánicas, junto con agua para soportar el organelo. Las vacuolas también pueden contener soluciones de enzimas y ocasionalmente partículas sólidas que han sido absorbidas.

No hay un tamaño o forma típica para una vacuola, la diferencia simplemente dependiendo de lo que necesita la célula individual. Están formados por la fusión de varias vesículas diferentes.

Las vacuolas pueden servir una amplia variedad de funciones en una célula, y su importancia depende de qué papel juegan dentro de la célula. Normalmente, su trabajo incluye aislar materiales nocivos, almacenar productos de desecho, almacenar agua valiosa en una célula vegetal, ayudar a mantener la presión dentro de una célula, equilibrar el pH de una célula, exportar productos fuera de la célula y almacenar proteínas para la germinación de las semillas.

Las vacuolas también tienen papeles mucho más implicados en la célula, como la autofagia, el apoyo a la biogénesis y la degradación de diversas estructuras, y la distribución de proteínas no deseadas. Los científicos incluso han teorizado que el vacuolo juega un papel importante en la destrucción de intrusos bacterianos o el almacenamiento de bacterias útiles.

QUE SIGNIFICA VACUOLAS

Vacuolas, en biología, un espacio dentro de una célula que está vacía de citoplasma , forrada con una membrana, y llena de líquido. Especialmente en protozoos, las vacuolas son órganos citoplásmicos (orgánulos), realizando funciones tales como almacenamiento, ingestión, digestión, excreción y expulsión del exceso de agua. Las grandes vacuolas centrales que se encuentran a menudo en las células vegetales les permiten alcanzar un tamaño grande sin acumular el volumen que haría difícil el metabolismo.

Vacuola animal

En las células animales, las vacuolas desempeñan papeles predominantemente subordinados, ayudando en procesos más grandes de exocitosis y endocitosis .

Las vacuolas animales son más pequeñas que sus contrapartes vegetales, pero también suelen ser mayores en número. También hay células animales que no tienen vacuolas.

La exocitosis es el proceso de extrusión de proteínas y lípidos de la célula. Estos materiales se absorben en gránulos secretores dentro del aparato de Golgi antes de ser transportados a la membrana celular y secretados en el medio extracelular. En esta capacidad, las vacuolas son simplemente vesículas de almacenamiento que permiten la contención, transporte y eliminación de proteínas y lípidos seleccionados al medio extracelular de la célula.

La endocitosis es el reverso de la exocitosis y puede ocurrir en una variedad de formas. La fagocitosis (“comer células”) es el proceso por el cual las bacterias, los tejidos muertos u otros fragmentos de material visibles bajo el microscopio son absorbidos por las células. El material entra en contacto con la membrana celular, que luego se invagina. Se retira la invaginación dejando el material envuelto en la vacuola cerrada con la membrana y la membrana celular intacta. La pinocitosis (“beber células”) es esencialmente el mismo proceso, la diferencia es que las sustancias ingeridas están en solución y no son visibles bajo el microscopio.  La fagocitosis y la pinocitosis se llevan a cabo en asociación con lisosomasque completan el desglose del material que ha sido absorbido.

Salmonella es capaz de sobrevivir y reproducirse en las vacuolas de variasespecies de mamíferos después de ser engullido

Vacuola (plantas)

vacuolas

La mayoría de las células vegetales maduras tienen una gran vacuola que normalmente ocupa más del 30% del volumen de la célula, y que puede ocupar hasta un 80% del volumen para ciertos tipos de células y condiciones.  Los filamentos del citoplasma pasan a menudo a través de la vacuola.

Una vacuola está rodeada por una membrana denominada tonoplast (palabra origen: Gk tón (os) -o-, que significa “estiramiento”, “tensión”, “tono” con la savia celular . También llamada membrana vacuolar , el tonoplast es la membrana citoplasmática que rodea una vacuola, separando el contenido vacuolar del citoplasma de la célula. Como una membrana, está principalmente involucrada en la regulación de los movimientos de iones alrededor de la célula, y el aislamiento de materiales que pueden ser perjudiciales o una amenaza para la célula.

El transporte de protones desde el citosol hasta la vacuola estabiliza el pH citoplasmático , al tiempo que hace que el interior vacuolar sea más ácido creando una fuerza motriz protónica que la célula puede usar para transportar nutrientes dentro o fuera de la vacuola. El pH bajo de la vacuola también permite que las enzimas degradativas actúen.

Tamaño

Aunque las vacuolas grandes únicas son más comunes, el tamaño y el número de vacuolas puede variar en diferentes tejidos y etapas de desarrollo. Por ejemplo, las células en desarrollo en los meristemoscontienen pequeños provacuoles y las células del cambium vascular tienen muchas vacuolas pequeñas en el invierno y una grande en el verano.

Aparte del almacenamiento, el papel principal de la vacuola central es mantener la presión de turgencia contra la pared celular . Proteínas que se encuentran en los tonoplast ( acuaporinas ) controlar el flujo de agua dentro y fuera de la vacuola a través de transporte activo , el bombeo de potasio (K  ) iones dentro y fuera del interior vacuolar. Debido a la ósmosis , el agua se difunde en la vacuola, colocando presión en la pared celular.

Si la pérdida de agua conduce a una disminución significativa de la presión de turgencia, la célulase plasmolizar. La presión de turgesión ejercida por las vacuolas también se requiere para el alargamiento celular: como la pared celular es parcialmente degradada por la acción de las expansinas , la pared menos rígida es expandida por la presión procedente de la vacuola. La presión de turgescencia ejercida por la vacuola es también esencial para soportar las plantas en posición vertical.

Hongos

Las vacuolas en las células fúngicas desempeñan funciones similares a las de las plantas y puede haber más de una vacuola por célula. En las células de levadura la vacuola es una estructura dinámica que puede modificar rápidamente su morfología . Están implicados en muchos procesos incluyendo la homeostasis del pH de la célula y la concentración de iones, osmorregulación , almacenamiento de aminoácidos y polifosfato y procesos degradativos. Los iones tóxicos, como el estroncio ( Sr 2
), el cobalto (II) ( Co 2
) y el plomo (II) ( Pb 2
) se transportan a la vacuola para aislarlos del resto de la célula.

Otra función de una vacuola central es que empuja todos los contenidos del citoplasma de la célula contra la membrana celular, y así mantiene a los cloroplastos más cerca de la luz. La mayoría de las plantas almacenan productos químicos en la vacuola que reaccionan con productos químicos en el citosol. Si la célula está rota, por ejemplo por un herbívoro , entonces los dos productos químicos pueden reaccionar formando productos químicos tóxicos. En el ajo, alliiny la enzima alliinasa se separan normalmente pero forman alicina si la vacuola se rompe. Una reacción similar es responsable de la producción de S-óxido sinpropanetal cuando se cortan cebollas

Mirada rápida: una vacuola es un saco lleno de líquido membrana-incluido encontrado en las células de plantas, incluyendo hongos.
Las vacuolas pueden ser grandes organelos que ocupan entre el 30% y el 90% de una célula por volumen.
Las vacuolas parecen tener tres funciones principales:

  1. contribuyen a la rigidez de la planta utilizando agua para desarrollar presión hidrostática
  2. almacenar los nutrientes y los no nutrientes
  3. romper moléculas complejas.

Descubrimiento de las vacualas

Las vacuolas contráctiles (“estrellas”) fueron observadas por primera vez por Spallanzani (1776) en protozoos , aunque se confundieron con órganos respiratorios. Dujardin (1841) nombró estas “estrellas” como vacuolas . En 1842, Schleiden aplicó el término para las células vegetales, para distinguir la estructura con la savia celular del resto del protoplasma. En 1885, de Vries denominó a la membrana de la vacuola como tonoplast.

Bacterias de las vacualas

Las vacuolas grandes se encuentran en tres géneros de bacterias filamentosas del azufre , el Thioploca , el Beggiatoa y el Thiomargarita . El citosol es extremadamente reducido en estos géneros y la vacuola puede ocupar entre 40-98% de la célula. La vacuola contiene altas concentraciones de iones nitrato y por lo tanto se piensa que es un organelo de almacenamiento.

Vacuolas de gas, que son libremente permeables al gas,  están presentes en algunas especies de Cyanobacteria . Permiten a las bacterias controlar su flotabilidad

Hay más de una vacuola de lo que el ojo puede ver
El vacuolo nombre tiene sus orígenes en la palabra latina vacuus significado “vacío” y esto es, lamentablemente, cómo vacuolas aparecen en muchas preparaciones de diapositivas y fotografías. El hecho de que las vacuolas estén llenas de líquido y que diferentes vacuolas dentro de la misma célula pueden contener diferentes productos químicos normalmente no es visible.

Espacio flexible pero nunca espacio vacío
Una barrera de membrana llamada tonoplast limita cada vacuola. Esta membrana es notable porque puede rodear una pequeña cantidad de líquido y luego, después de un corto período de tiempo, durante el cual se recoge el agua, se estira hasta convertirse en un organelo que ocupa hasta un 95% de la célula por volumen. Y todo esto sucede sin que el tonoplast pierda su integridad como membrana activa. En este proceso, todos los otros organelos de la celda son prensados, sin dañar, contra la pared firme de la celulosa.

El estado de las vacuolas de la célula de la planta indica si usted necesita regar su jardín

Una célula en la cual el vacuole contiene toda el agua que necesita se dice para estar en un estado turgid.
Un estado de marchitamiento muestra una escasez de agua y se dice que una célula ha perdido su turgencia.
Una planta que marchita en una tarde caliente del verano puede ‘recoger’ en la tarde pero una planta que marchita en la tarde o mañana necesita el agua!

Las vacuolas ayudan con el crecimiento

La presión hidrostática relativamente alta producida por las vacuolas también ayuda en la elongación celular, pero sólo cuando la pared celular se hace lo suficientemente blanda como para que se produzca la extensión.

Los productos químicos ayudan a crear la “presión celular”

 

Los productos químicos en la vacuola que forman una solución concentrada crean la presión hidrostática producida dentro de las células vegetales. Algunos de estos químicos forman iones y el efecto de este sistema es crear una alta presión osmótica. Es esta alta presión osmótica la que tiene el poder de “atraer” las moléculas de agua a través del tonoplast hasta que la célula está turgente.

La membrana vacuolar es una membrana selectiva

La membrana vacuolar o tonoplast es una membrana selectiva y el paso de productos químicos a través de ella se controla en ambas direcciones. El agua puede entrar y salir libremente, pero otras pequeñas moléculas se mantienen dentro de la vacuola.


Muchas moléculas también requieren boletas de entrada Muchas proteínas que llegan a la superficie citoplasmática de la vacuola son sintetizadas por los ribosomas de membrana del retículo endoplasmático rugoso y transportadas a la vacuola a través del aparato de Golgi. En el aparato de Golgi se les da una combinación de “etiqueta de dirección y boleto”. La parte de “dirección” de la etiqueta de una proteína lo dirige a la vacuola y la porción de “boleto” le ayuda a obtener la admisión.

La membrana vacuolar también funciona como una bomba de protones.

Parte de la membrana vacuolar funciona como una bomba de protones y utiliza la energía del trifosfato de adenosina (ATP) para bombear los iones H en el contenido de la vacuola. Esto mantiene condiciones ácidas dentro de él.

Mantener sus residuos en el lugar puede atraer y disuadir

Las plantas, a diferencia de los animales, no tienen un sistema excretor bien desarrollado, pero tienen vacuolas y vacuolas proporcionar espacio de almacenamiento seguro.

Cuando los productos químicos se producen en las plantas se pueden almacenar temporalmente o permanentemente. Esto se hace a menudo en vacuolas. La lista de productos químicos es extensa e incluye los pigmentos en los pétalos de las flores, el látex, la digital en el foxglove, las resinas, los alcaloides como el opio y los productos químicos en el ajo. Los pigmentos que producen los colores del otoño son considerados por algunos como productos de desecho que se pierden al caer las hojas en las plantas caducifolias.

Los pigmentos en los pétalos son claramente atractivos y están íntimamente ligados al proceso de polinización. Algunos productos químicos en las plantas son desagradables y actúan como un disuasivo para algunos animales. Esto puede darles cierto grado de protección de ser comido.

Vacuolas – una dotación para la próxima generación

Proteínas, grasas e hidratos de carbono pueden almacenarse de forma segura en las vacuolas de las células de almacenamiento en las semillas durante muchos años para su utilización cuando se produce la germinación. La reproducción vegetativa por tubérculos, rizomas y bulbos depende en gran medida del almacenamiento de material alimenticio en vacuolas para la siguiente generación.

Las vacuolas y los lisosomas tienen funciones similares

Las vacuolas en las células vegetales son en algunos aspectos el equivalente de lisosomas en células animales. El medio ambiente dentro de una vacuola es ligeramente ácido (pH alrededor de 5,0), mientras que para el resto del citosol es ligeramente alcalino (aproximadamente pH 7,2). Bajo estas condiciones, las enzimas hidrolasa ácidas en las vacuolas descomponen moléculas grandes enviadas allí para su eliminación. Estos productos de descomposición se mantienen entonces dentro de la vacuola, que actúa como un depósito, hasta que la planta se come, las hojas caen o la planta muere.

Resumen

 

  • A menudo se considera que una vacuola es el equivalente vegetal de un lisosoma en células animales. Desde el punto de vista de su capacidad para descomponer moléculas grandes bajo condiciones ácidas, éste es ciertamente el caso.
  • Las vacuolas tienen la posibilidad de contribuir a la rigidez de la planta; al alargamiento de las células y al procesamiento y almacenamiento de los productos de desecho. Esto los hace únicos y un organelle distinto en su propio derecho.
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Vacuolas Función
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Vacuolas Función
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Una vacuola es un organelo celular encontrado en una serie de diferentes tipos de células . Las vacuolas son estructuras cerradas llenas de fluido que están separadas del citoplasma por una sola membrana. Se encuentran principalmente en células vegetales y hongos . Sin embargo, algunos protistas , células animales y bacterias también contienen vacuolas.
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