Vacuola

Una vacuola es un orgánulo en las células que funciona para contener varias soluciones o materiales. Esto incluye soluciones que han sido creadas y están siendo almacenadas o excretadas, y aquellas que han sido fagocitadas o engullidas por la célula. Una vacuola es simplemente una cámara rodeada por una membrana, que evita que el citosol se exponga al contenido del interior. Debido a que las vacuolas están rodeadas por membranas semipermeables, solo dejan pasar ciertas moléculas.

Estructura de la vacuola

Una vacuola tiene una definición amplia e incluye una variedad de sacos unidos a la membrana. Las membranas están compuestas de fosfolípidos, pero cada organismo puede usar fosfolípidos ligeramente diferentes. Incrustadas en las membranas hay proteínas, que pueden funcionar para transportar moléculas a través de la membrana o darle estructura. Varias combinaciones de estas proteínas permiten que diferentes vacuolas manipulen y sostengan diferentes materiales.

En cada organismo, diferentes genéticas hacen que diferentes proteínas se incrusten en la membrana de la vacuola, lo que permite el paso de diferentes moléculas y le da a las vacuolas diferentes propiedades. La mayoría de las células vegetales han evolucionado para utilizar vacuolas como orgánulos de almacenamiento de agua, que proporcionan una variedad de funciones a la célula. Los animales no dependen de este almacenamiento de agua por la rigidez de su forma y utilizan sus vacuolas para el almacenamiento de diversos productos y para la exocitosis y endocitosis.

Funciones de la vacuola

Almacenamiento de agua

En las plantas, una gran vacuola ocupa la mayor parte de la celda. Esta vacuola está rodeada por el tonoplasto, un tipo de membrana citoplasmática que puede estirarse y se llena con una solución conocida como savia celular. La vacuola también se llena de protones del citosol, creando un ambiente ácido dentro de la célula. La vacuola puede utilizar el gradiente químico creado para transportar materiales dentro y fuera de la vacuola, un tipo de movimiento llamado fuerza motriz del protón . Esto incluye el movimiento del agua y otras moléculas. La siguiente es una imagen de una célula vegetal y la vacuola en su interior.

Vacuola de estructura celular vegetal

La presión de turgencia

Las plantas usan sus vacuolas para una segunda función, que es de suma importancia para todas las plantas. La vacuola, cuando está completamente llena de agua, puede presurizarse y ejercer una fuerza sobre las paredes celulares. Aunque la fuerza en cada celda es pequeña, esta presión de turgencia permite que las celdas creen una forma y resistan el viento, la lluvia e incluso el granizo. Aunque las plantas leñosas crean proteínas y fibras adicionales que las ayudan a mantenerse erguidas, muchas plantas no leñosas pueden alcanzar una altura de varios pies solo con la presión de la turgencia.

Si bien esta es una forma eficiente para que las plantas se estructuran, la planta se inclinará cuando el equilibrio del pH esté desactivado o no tengan suficiente agua. Si ve que sus plantas de interior se caen, asegúrese de que tengan agua. A menudo, un trago rápido hará que se marchiten a turgentes en cuestión de horas. Si eso no funciona, verifique el pH del suelo. Sin las condiciones adecuadas, las raíces no pueden absorber agua o nutrientes para almacenar en las vacuolas de las células y la planta se marchita. Cambie el pH y la planta se endurecerá de inmediato.

Endocitosis y exocitosis

Se utiliza una vacuola siempre que se ingiera una gran cantidad de sustancia por endocitosis o se excrete por exocitosis. Muchas células, vegetales y animales, absorben sustancias y deben almacenarlas por separado del citosol. Esto podría deberse a que las sustancias son reactivas, en cuyo caso provocarán reacciones no deseadas. También podría deberse a que las sustancias interferirían con los procesos celulares porque son dos grandes. Los lisosomas son vesículas que se utilizan para ingerir sustancias que se van a digerir. A veces, estos lisosomas pueden fusionarse para formar una vesícula digestiva grande que puede digerir los nutrientes en un ambiente ácido y luego transferirlos al citosol u otros orgánulos para su uso. Este proceso es endocitosis y varía entre diferentes tipos de células.

En la dirección opuesta, muchas células funcionan como células secretoras y deben producir y excretar grandes cantidades de diferentes sustancias. Las sustancias se producen en el retículo endoplásmico, viajan al aparato de Golgi para ser modificadas y etiquetadas para su distribución. Luego, las sustancias se pueden poner en vesículas. Las vesículas viajan hacia el citoplasma y pueden fusionarse en una vacuola más grande antes de ser excretadas. Esto se conoce como exocitosis. Las vacuolas que llevan diferentes sustancias de un lado a otro varían en estructura en diferentes células, e incluso dentro de las células cuando tienen diferentes funciones. Una célula animal puede contener muchas vacuolas que realizan muchas funciones. Un ejemplo de una célula animal y sus vacuolas se puede ver a continuación, la esfera más pequeña sin etiquetar serían las vesículas. Una vez que se fusionan, también se considerarían vacuolas.

Vacuola de células biológicas

Otras funciones de almacenamiento

Las vacuolas pueden almacenar muchos tipos diferentes de moléculas. Las células grasas, por ejemplo, almacenan grandes cantidades de lípidos en vacuolas especializadas. Esto permite que las células individuales almacenen una gran cantidad de grasa, que los organismos pueden utilizar cuando los recursos son bajos. La capacidad de expansión de la vacuola significa que un organismo puede ganar o perder peso sin que se creen o pierdan demasiadas células. Otras veces, las vacuolas de organismos se utilizan para crear ecosistemas completos, en los que pueden vivir organismos simbióticos. Los pólipos de coral a menudo comen algas a través de la endocitosis, pero a las algas se les permite vivir en vacuolas dentro del coral. Esto permite que el coral obtenga el oxígeno y los nutrientes que desprenden las algas.

  • Vesícula : una versión más pequeña de una vacuola unida a una membrana, muchas de las cuales pueden converger para formar una vacuola.
  • Lisosoma : una vesical especial que contiene enzimas digestivas.
  • Exocitosis : proceso de excreción de material de la célula.
  • Endocitosis : proceso por el que se introducen materiales en la célula.