Il vacuolo è un organulo presente nelle cellule vegetali e, sebbene in misura minore, anche nelle cellule dei funghi. È delimitato dal citoplasma da una membrana singola che prende il nome di tonoplasto. Il vacuolo è un organello molto importante poiché è il principale regolatore dell'osmosi cellulare ed ha un ruolo attivo nell'accumulo di metaboliti. Nelle cellule vegetali adulte, i vacuoli occupano la quasi totalità dello spazio citoplasmatico. Le cellule giovani possiedono più vacuoli di dimensione ridotta. Questa differenza può essere utilizzata per determinare l'età cellulare delle cellule vegetali.
Differenza di dimensione dei vacuoli nelle cellule vegetali giovani e adulte. Una cellula adulta possiede la maggior parte dello spazio intracellulare occupato da pochi vacuoli, la cui dimensione eccede rispetto al resto degli altri organuli. Le cellule più giovani, invece, presentano pochi vacuoli il cui volume interno è molto ridotto.
Origine biologica
L'origine biologica dei vacuoli è attualmente incerta sia in termini di derivazione sia in termini di sequenza temporale di assemblaggio. È molto probabile che questi organuli derivano dalla fusione di parti del reticolo endoplasmatico e di porzioni dell'apparato del Golgi che, globalmente, prendono il nome di provacuoli. La formazione di un'area circoscritta porta con sé alcuni enzimi lisosomiali presenti nel citoplasma oppure legati ai frammenti dell'apparato del Golgi.
Origine biologica dei vacuoli, con formazione intermedia dei provacuoli.
Contenuto dei vacuoli
La maggior parte dei vacuoli possiede un contenuto eterogeneo disciolto in soluzione acquosa. In genere, sono presenti soluzioni formate da acqua, sali minerali, glucosio e altri metaboliti secondari. Il liquido presente all'interno dei vacuoli prende il nome di succo vacuolare ed è formato da:
Ruolo
Il ruolo del vacuolo è importante nella corretta gestione degli aspetti fisiologici dell'intera cellula. Le funzioni del vacuolo si diramano in diverse zone: ha ruolo nell'equilibrio osmotico e, in genere, nel metabolismo della cellula. Il vacuolo è direttamente responsabile della tonicità della cellula e, di conseguenza, del tessuto o dell'organo. La presenza di vacuoli tonici, cioè pieni di acqua e di altri soluti, garantisce la tonicità della cellula. In natura, il livello di tonicità vacuolare è facilmente osservabile basandosi sul livello di distensione degli organi vegetali; le foglie distese, ad esempio, possiedono all'interno delle proprie cellule dei vacuoli tonici. Le foglie afflosciate, invece, possiedono vacuoli poveri d'acqua e di soluti. In quest'ultimo caso, il fenomeno prende il nome di epinastia.
Le cellule vegetali che non possiedono una solida parete cellulare, per preservare la propria integrità strutturale, controbilanciano con la formazione di vacuoli molto tonici. In questo modo le cellule possono resistere meglio alle sollecitazioni meccaniche, ad esempio da compressione, e - allo stesso tempo - rimangono sufficientemente plastiche da permettere piccoli aggiustamenti del tessuto. Nelle briofite e nelle piante prive di un fusto vero e proprio questo meccanismo permette alla pianta di rimanere sorretta rispetto al suolo.
La tonicità della cellula dipende, in larga misura, dal volume vacuolare. Il vacuolo tonico rende la cellula altrettanto tonica. Le cellule flaccide, invece, possiedono uno o più vacuoli con scarso o nullo succo vacuolare.
Un altro, fondamentale, ruolo dei vacuoli riguarda la loro capacità di inglobare e processare elementi anche di grandi dimensioni. La capacità litica dei vacuolo è tale grazie alla presenza di particolari enzimi in grado di demolire molecole, peptidi e altre classi di molecole. Alcune proteine possono essere trasportate all'interno del vacuolo al fine di poter essere disassemblate tramite processi enzimatici coadiuvati da specifici enzimi. Lo stesso destino è riservato agli ioni presenti in eccesso che possono essere temporaneamente conservati all'interno della cellula in attesa di essere, successivamente, riutilizzati. Grazie a questa particolarità, ciascun vacuolo può essere considerato come un sistema capace di accumulare riserve ioniche da poter utilizzare in caso di carenza futura.
Introduzione alla biologia vegetale: Caratteristiche delle piante. Cellula vegetale, tessuto vegetale, meristema, fasci conduttori (floema e xilema), epidermide.
Organi della pianta: Radice, fusto, foglia.
Riproduzione delle piante: Riproduzione asessuata delle piante, ciclo aplodiplonte. Fiore, infiorescenza. Seme e frutto.
Fotosintesi clorofilliana: (fase oscura della fotosintesi, fase luminosa della fotosintesi), ciclo di Calvin, ciclo C4.
Evoluzione delle piante.
Suolo
Botanica sistematica
Briofite:
Epatiche,
antocerote ,
muschi.
Crittogame vascolari (Felci o pteridofite):
Licofite,
psilofite ,
sfenofite.
Gimnosperme: Cicadofite,
ginkgofite,
conifere,
gnetofite
Angiosperme: Poaceae, solanaceae, Leguminaceae, asteraceae, papaveraceae, rosaceae, crucifere, ombrellifere, liliaceae. :
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