Wat is een vacuole en wat doet het? Een vacuole is een structuur die wordt aangetroffen in cellen van dieren, planten, bacteriën, protisten en schimmels. Het is een van de grootste organellen in cellen en heeft de vorm van een grote zak. Vacuolen hebben een eenvoudige structuur: ze zijn omgeven door een dun membraan en gevuld met vloeistof en alle moleculen die ze opnemen. Ze lijken op blaasjes, een ander organel, omdat beide membraangebonden zakjes zijn, maar vacuolen zijn aanzienlijk groter dan blaasjes en zijn gevormd wanneer meerdere blaasjes samensmelten.
De 4 belangrijkste vacuolefuncties
Wat doet de vacuole? De belangrijkste functie van vacuolen is het vasthouden van verschillende stoffen en moleculen; ze fungeren feitelijk als de opslageenheid van de cel. Hieronder staan enkele belangrijke vacuolefuncties, waarvan er vele betrekking hebben op het opslaan van materialen die de cel later nodig zal hebben of die de cel kunnen beschadigen en daarom moeten worden verwijderd:
-
Verwijder en bewaar afval dat wordt geproduceerd tijdens autofagie (wanneer een deel van de cel wordt afgebroken als gevolg van ouderdom of schade)
-
Verwijder schadelijke vreemde producten en bewaar ze zodat ze de cel niet beschadigen
-
Bewaar water
-
Bewaar voedingsstoffen zoals lipiden, eiwitten en koolhydraten
De precieze functies van een vacuole zijn echter afhankelijk van het type cel waarin deze zich bevindt. In de volgende paragrafen bespreken we aanvullende functies die vacuolen kunnen hebben, afhankelijk van of ze zich in dieren-, planten-/schimmels-, bacterie- of protistencellen bevinden.
Structuur en functie van vacuolen in dierlijke cellen
Vacuolen in dierlijke cellen slaan voornamelijk stoffen op; ze zijn niet zo hard nodig voor het afbreken van stoffen, omdat lysosomen, een ander organel in dierlijke cellen, dat doen. Vacuolen van dierlijke cellen zijn doorgaans klein en elke cel kan meerdere vacuolen bevatten. Vacuolen kunnen verschillende stoffen opslaan, afhankelijk van het type cel waarin ze zich bevinden. In vetcellen slaan vacuolen bijvoorbeeld vaak grote hoeveelheden lipiden op.
Vacuolen in dierlijke cellen helpen ook bij de processen van endocytose en exocytose. Endocytose is wanneer stoffen die niet passief door het celmembraan kunnen bewegen, actief de cel in worden getransporteerd. Deze stoffen kunnen van alles zijn, van voedingsstoffen tot gifstoffen tot celresten. Exocytose is het tegenovergestelde; het is het proces waarbij moleculen actief uit een cel worden verplaatst.
Tijdens deze processen worden de stoffen in de vacuole opgeslagen of afgebroken voordat/nadat ze de cel in/uit gaan.
java hoofd
Structuur en functie van vacuolen in planten- en schimmelcellen
In tegenstelling tot dierlijke cellen, plantencellen bevatten doorgaans slechts één vacuole per cel (vaak een centrale vacuole genoemd), en de vacuole die ze bevatten is veel groter dan die in dierlijke cellen. Centrale vacuolen van plantencellen nemen een enorm percentage van de cel in beslag, soms meer dan 90% van de celruimte, hoewel 30-50% vaker voorkomt.
Rondom de vacuolen in volwassen plantencellen bevindt zich een extra dun membraan, een tonoplast genaamd. De tonoplast zorgt ervoor dat de vacuole zijn structuur behoudt, zodat de vacuole zijn vorm kan behouden. Vacuolen in planten- en schimmelcellen vervullen echter zeer vergelijkbare functies; vacuolen van schimmelcellen zijn doorgaans veel kleiner dan vacuolen van plantencellen, en elke schimmelcel kan meer dan één vacuole bevatten (vergelijkbaar met dierlijke cellen).
Vacuolen in planten- en schimmelcellen vervullen meer functies dan vacuolen in andere soorten cellen ; ze zijn een cruciaal onderdeel van het levend en gezond houden van de plant/schimmels. Omdat schimmels en plantencellen geen lysosomen bevatten, breken vacuolen in deze cellen ook meer materialen af dan in dierlijke cellen. Naast de in de vorige sectie genoemde functies, hebben vacuolen in planten- en schimmelcellen ook:
-
Zorg voor de juiste pH: De vacuole houdt het cytoplasma in de cel zuur, zodat enzymen verschillende moleculen kunnen afbreken. De vacuole verlaagt de pH door protonen van het celcytosol naar de vacuole te verplaatsen.
-
Water opslaan: De vacuole kan gebruik maken van protonaandrijfkracht, een chemische gradiënt die wordt gebruikt om materialen de cel in te verplaatsen, om water op te slaan waardoor de plant langer kan overleven in perioden van droogte.
-
Turgordruk behouden: Turgordruk is de druk van het hoofdgedeelte van de cel tegen de celwand. Het is een van de manieren waarop planten en bomen voorkomen dat ze slap worden en groot en sterk worden. Denk aan verse, knapperige salades versus slappe salades. De eerste hebben een hoge turgordruk. Tonoplasten in vacuolen controleren de turgordruk door een bepaald ionenevenwicht te handhaven, waardoor de vacuole tegen de celwand opzwelt.
hoe u de schermgrootte kunt controleren
-
Pas de grootte van de cel aan: Omdat vacuolen in plantencellen zo groot kunnen zijn, spelen ze een sleutelrol bij het bepalen hoe groot of klein een bepaalde plantencel is, wat op zijn beurt de grootte van verschillende delen van de plant kan beïnvloeden.
In deze afbeelding kun je zien hoeveel groter de vacuole (grote blauwe structuur) in een plantencel is vergeleken met een dierlijke cel.Bron: Wikipedia-gemeenschappen
Structuur en functie van vacuolen in bacteriecellen
Niet alle soorten bacteriën hebben cellen die vacuolen bevatten, maar voor degenen die dat wel doen, ze worden meestal gebruikt voor opslag. Vacuolen zijn vooral groot bij sommige soorten zwavelbacteriën; bij deze bacteriën kunnen de vacuolen evenveel of meer ruimte innemen als vacuolen in plantencellen, tot wel 98% van het celoppervlak. Deze vacuolen worden vaak gebruikt om nitraationen op te slaan voor later gebruik door de cel.
Sommige cyanobacteriën hebben ook vacuolen die doorlaatbaar zijn voor gassen. Gassen kunnen in of uit de vacuole worden verplaatst, waardoor de bacteriën hun drijfvermogen kunnen beheersen.
Structuur en functie van vacuolen in protistencellen
Protisten bevatten een specifiek type vacuole genaamd a samentrekkende vacuole. In plaats van te worden gebruikt voor opslag, reguleert deze vacuole de hoeveelheid water in een cel (ook wel osmoregulatie genoemd). Protisten die in zoet water leven, kunnen te veel water in hun cellen opnemen, waardoor deze scheuren. De contractiele vacuole voorkomt dit door samen te trekken en water uit de cel te verdrijven.
Sommige protisten hebben één contractiele vacuole per cel, andere hebben er meerdere. In flagellaten zoals Euglena, De contractiele vacuole blijft stationair binnen de cel, maar binnen Amoebe, het verandert van positie op basis van de bewegingen van de protist. In Amoebe, contractiele vacuolen verzamelen ook afval dat door de cel wordt geproduceerd.
Samenvatting: Vacuole-definitie
Een vacuole is een organel dat in veel soorten cellen wordt aangetroffen, waaronder cellen van dieren, planten, schimmels, bacteriën en protisten. De belangrijkste functie van de vacuole is het opslaan van stoffen, meestal afval of schadelijke stoffen, of nuttige stoffen die de cel later nodig heeft.
Vacuolen zijn het belangrijkst in plantencellen, waar ze extra functies hebben, zoals het handhaven van de juiste pH en turgordruk die de plant nodig heeft om te gedijen.
Wat is het volgende?
Nu weet je wat vacuolen zijn, maar hoe zit het met de rest van de cel? De c ell-theorie is een belangrijk biologisch concept dat je moet kennen, en je kunt er alles over leren in onze uitgebreide gids voor celtheorie.
Zijn er andere wetenschappelijke onderwerpen die u wilt bespreken? Dan heb je geluk! Onze gidsen leren je heel veel nuttige onderwerpen, waaronder Hoe Celsius naar Fahrenheit te converteren En wat de dichtheid van water is .
Wat zijn de belangrijkste wetenschapslessen die je op de middelbare school moet volgen? Bekijk onze gids om alle middelbare schoollessen te leren die je zou moeten volgen.