Vacuolo

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Cellule epidermiche di Rhoeo discolor in cui un vacuolo (colorato in rosa) occupa la gran parte della cellula

I vacuoli sono organuli cellulari, cavità tipiche solo delle cellule vegetali,ma presenti anche in dimensioni molto ridotte anche nelle cellule animali, delimitati da una membrana propria, che è detta tonoplasto e racchiude una soluzione, il succo vacuolare.

Nella cellula vegetale fanno parte del sistema di endomembrane. Il tonoplasto è formato da fosfoglicolipidi e steroli liberi, importantissimi nella regolazione enzimatica e nel trasporto selettivo di sostanze attraverso la membrana. Le proteine inserite nello strato lipidico del tonoplasto, sono principalmente di trasporto (V-ATPasi e VAPPasi), tra cui vanno ricordate le acquaporine, facenti parte delle TIPs (proteine intrinseche del tonoplasto. Le TIPs sono le proteine più abbondanti del tonoplasto, e sono essenziali nell’entrata di acqua all’interno del vacuolo.

I vacuoli vegetali sono molto simili alle vescicole animali, ma sono di dimensione maggiore, e svolgono numerose funzioni, tra cui, principalmente, quella di accantonamento e riserva, di acqua e di altre sostanze in essa disciolte o variamente disperse. Molti protisti di acqua dolce possiedono vacuoli contrattili che, pompando acqua e sostanze in essa contenute, ne determinano flussi e riflussi, quindi ricambio, tra cavità interne e ambiente acquoso esterno.

Le cellule vegetali mature contengono generalmente un grosso vacuolo; nelle cellule giovani invece i vacuoli sono piccoli e numerosi. All'aumentare delle dimensioni della cellula non corrisponde un aumento del citoplasma ma a crescere sono i vacuoli che danno alla cellula un aspetto lamellare. Alle varie lamelle sono attaccati i vari organelli citoplasmatici. Man mano che crescono, i vacuoli tendono ad unirsi in un unico organulo di grandi dimensioni tanto da occupare circa il 90% della cellula, addossando il citoplasma e gli organuli alla membrana plasmatica.

Il grosso vacuolo di una cellula vegetale prende origine da organelli, i provacuoli, tutti provenienti da una particolare regione del reticolo endoplasmatico (RE), il GERL che vengono avvolti da membrane citoplasmatiche ed a causa di ciò la loro membrana originaria perde la sua integrità e gli enzimi interni degradano il materiale citoplasmatico avvolto, mentre la membrana iniziale riacquisterà la sua integrità tornando a contatto diretto col citoplasma metabolicamente attivo; segue un'adesione di questi organelli che porterà alla formazione di un unico grosso vacuolo o di più unità vacuolari.

Nelle cellule vegetali il vacuolo contiene prevalentemente:

  • ioni minerali (potassio, cloro, sodio, calcio, fosfato, nitrato, solfato) e sostanze idrosolubili (monosaccaridi, disaccaridi e trisaccaridi)
  • metaboliti secondari (alcaloidi, terpenoidi, fenoli) forse dannosi o superflui per la pianta
  • acidi organici (es. acido citrico, malico), glucosidi, tannini,
  • pigmenti flavonoidi (antociani - pigmenti dal rosso al viola - flavoni, flavonoli)

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