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Eine Einführung in Vacuole Organelles

Eine Vakuole ist eine  Zellorganelle,  die in verschiedenen Zelltypen vorkommt. Vakuolen sind flüssigkeitsgefüllte, geschlossene Strukturen, die  durch eine einzige Membran vom Zytoplasma getrennt  sind. Sie kommen hauptsächlich in  Pflanzenzellen  und  Pilzen vor. Einige  Protistentierische Zellen und  Bakterien  enthalten jedoch auch Vakuolen. Vakuolen sind für eine Vielzahl wichtiger Funktionen in einer Zelle verantwortlich, einschließlich der Speicherung von Nährstoffen, der Entgiftung und des Exports von Abfällen.

 

Pflanzenzell-Vakuole

Mariana Ruiz LadyofHats / Wikimedia Commons

 

Eine Pflanzenzellvakuole ist von einer einzelnen Membran umgeben, die als Tonoplast bezeichnet wird. Vakuolen entstehen, wenn Vesikel, die vom endoplasmatischen Retikulum und vom Golgi-Komplex freigesetzt werden , miteinander verschmelzen. Neu entwickelte Pflanzenzellen enthalten typischerweise eine Anzahl kleinerer Vakuolen. Während die Zelle reift, bildet sich aus der Fusion kleinerer Vakuolen eine große zentrale Vakuole. Die zentrale Vakuole kann bis zu 90% des Zellvolumens einnehmen.

 

Vakuolenfunktion

Pflanzenzellvakuolen erfüllen eine Reihe von Funktionen in einer Zelle, darunter:

  • Turgordruckkontrolle: Der Turgordruck ist die Kraft, die auf die Zellwand ausgeübt wird, wenn der Inhalt der Zelle die Plasmamembran gegen die Zellwand drückt . Die wassergefüllte zentrale Vakuole übt Druck auf die Zellwand aus, damit die Pflanzenstrukturen starr und aufrecht bleiben.
  • Wachstum: Die zentrale Vakuole unterstützt die Zellverlängerung, indem sie Wasser absorbiert und Turgordruck auf die Zellwand ausübt. Dieses Wachstum wird durch die Freisetzung bestimmter Proteine ​​unterstützt. die die Zellwandsteifigkeit verringern.
  • Lagerung: Vakuolen speichern wichtige Mineralien, Wasser, Nährstoffe, Ionen, Abfallprodukte, kleine Moleküle, Enzyme und Pflanzenpigmente.
  • Molekülabbau: Die innere saure Umgebung einer Vakuole unterstützt den Abbau größerer Moleküle, die zur Zerstörung in die Vakuole geschickt werden. Der Tonoplast hilft, diese saure Umgebung zu schaffen, indem er Wasserstoffionen aus dem Zytoplasma in die Vakuole transportiert. Die Umgebung mit niedrigem pH-Wert aktiviert Enzyme, die biologische Polymere abbauen .
  • Entgiftung: Vakuolen entfernen potenziell toxische Substanzen wie überschüssige Schwermetalle und Herbizide aus dem Cytosol.
  • Schutz: Einige Vakuolen speichern und setzen Chemikalien frei, die giftig sind oder schlecht schmecken, um Raubtiere vom Verzehr der Pflanze abzuhalten.
  • Samenkeimung: Vakuolen sind eine Nährstoffquelle für Samen während der Keimung. Sie speichern die notwendigen Kohlenhydrate. Proteine ​​und Fette, die für das Wachstum benötigt werden.

Pflanzenvakuolen funktionieren in Pflanzen ähnlich wie Lysosomen in tierischen Zellen. Lysosomen sind Membransäcke von Enzymen, die zelluläre Makromoleküle verdauen. Vakuolen und Lysosomen sind auch am programmierten Zelltod beteiligt. Der programmierte Zelltod in Pflanzen erfolgt durch einen Prozess, der als Autolyse ( Autolyse ) bezeichnet wird. Pflanzenautolyse ist ein natürlich vorkommender Prozess, bei dem eine Pflanzenzelle durch ihre eigenen Enzyme zerstört wird. In einer geordneten Reihe von Ereignissen reißt der Vakuolentonoplast auf und gibt seinen Inhalt an das Zellzytoplasma ab. Verdauungsenzyme aus der Vakuole bauen dann die gesamte Zelle ab.

 

Pflanzenzelle: Strukturen und Organellen

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MAGDA TURZANSKA / WISSENSCHAFTLICHE FOTOBIBLIOTHEK / Getty Images

 

Weitere Informationen zu Organellen, die in typischen Pflanzenzellen vorkommen, finden Sie unter:

  • Zellmembran (Plasma): Umgibt das Zytoplasma einer Zelle und umschließt deren Inhalt.
  • Zellwand : Äußere Hülle der Zelle, die die Pflanzenzelle schützt und ihr Form gibt.
  • Centriolen : Organisieren Sie den Aufbau von Mikrotubuli während der Zellteilung.
  • Chloroplasten : Die Orte der  Photosynthese  in einer Pflanzenzelle.
  • Zytoplasma: Gelartige Substanz in der Zellmembran zusammengesetzt.
  • Zytoskelett : Ein Netzwerk von Fasern im gesamten Zytoplasma.
  • Endoplasmatisches Retikulum : Umfangreiches Netzwerk von Membranen, bestehend aus Regionen mit Ribosomen (raues ER) und Regionen ohne Ribosomen (glattes ER).
  • Golgi-Komplex: Verantwortlich für die Herstellung, Lagerung und den Versand bestimmter zellularer Produkte.
  • Lysosomen: Beutel mit Enzymen, die zelluläre Makromoleküle verdauen.
  • Mikrotubuli : Hohlstäbe, die in erster Linie dazu dienen, die Zelle zu stützen und zu formen.
  • Mitochondrien : Durch Atmung Energie für die Zelle erzeugen.
  • Kern: Membrangebundene Struktur, die die Erbinformationen der Zelle enthält.
  • Nucleolus: Struktur innerhalb des Nucleus, die bei der Synthese von Ribosomen hilft.
  • Nukleopore: Winziges Loch in der Kernmembran, durch das sich Nukleinsäuren und Proteine ​​in den Kern hinein und aus ihm heraus bewegen können.
  • Peroxisomen : Winzige Strukturen, die durch eine einzige Membran gebunden sind, die Enzyme enthält, die Wasserstoffperoxid als Nebenprodukt produzieren.
  • Plasmodesmen: Poren oder Kanäle zwischen Pflanzenzellwänden, durch die Moleküle und Kommunikationssignale zwischen einzelnen Pflanzenzellen übertragen werden können.
  • Ribosomen. Ribosomen bestehen aus  RNA  und Proteinen und sind für die Proteinassemblierung verantwortlich.
  • Vakuole: Typischerweise große Struktur in einer Pflanzenzelle, die Unterstützung bietet und an einer Vielzahl von Zellfunktionen beteiligt ist, einschließlich Lagerung, Entgiftung, Schutz und Wachstum.

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