Vacuolo - Biologia vegetale

Il vacuolo

Il vacuolo è un organello della cellula vegetale che prende il suo nome da “vacuum” che significa “vuoto”. Si pensava infatti che il vacuolo fosse una sacchetta vuota, si è scoperto poi che invece conteneva diverse sostanze.

Formazione

Quando una cellula vegetale nasce, essa non presenta un vacuolo vero e proprio, ma esso si forma secondo la “teoria GERL” dove G = Golgi, ER = reticolo endoplasmatico, L = lisosoma. Tale teoria suppone che le cellule giovani abbiano tante vescicole ognuna con una funzione diversa provenienti dal RER e dalla faccia trans del Golgi. Le vescicole prendono il nome di provacuoli e quelle derivanti dal RER presentano al loro interno degli enzimi litici. Con l’accrescersi della cellula, tali vescicole si uniscono tra di loro e con quelle derivanti dal Golgi formando delle vescicole sempre più grandi composte da una membrana esterna e da tante membrane interne derivanti dall’unione delle varie vescicole. Gli enzimi litici digeriscono tali pareti interne formando un vacuolo lisosomiale. La continua aggiunta di vescicole e di vacuoli lisosomiali porta a formare il vacuolo vero e proprio che non mantiene tutte le funzioni dei vari provacuoli singoli, ma solo alcune. Il vacuolo è molto esteso e occupa la maggior parte dello spazio cellulare costringendo il citoplasma e gli altri organelli a stare a ridosso della parete cellulare. Le cellule animali sono più piccole di quelle vegetali perché non hanno il vacuolo e nessun organello di tali dimensioni. Il vacuolo finale è determinato da una sola membrana detta tonoplasto e la sostanza racchiusa nei vacuoli viene detta succo vacuolare.

Tonoplasto

Esso è diverso dal plasmalemma (= membrana plasmatica), ma è composto sempre da lipidi. La superficie interna presenta dei carriers, ovvero delle proteine canale che aiutano il passaggio di molecole attraverso la membrana. La superficie interna ne ha molte meno, infatti gli ioni entrano ma non vengono fatti uscire. La permeabilità ai principali ioni è minore di quella del plasmalemma, in particolare è limitata la diffusione dei protoni. L’ingresso può essere per simporto o per antiporto. I protoni H⁺ entrano solamente determinando un pH all’interno del vacuolo molto acido (circa 4,5). Nel vacuolo delle cellule di limone arriva addirittura a pH = 2.5. Il gradiente di H⁺ permette di far entrare e uscire i metaboliti e altri ioni tramite le pompe protoniche H⁺-ATPasiche e H⁺-PPasiche. All’interno del vacuolo può entrare anche l’acqua perché in essa sono disciolti gli ioni e i metaboliti che devono entrare nel vacuolo.

Relazioni tra vacuolo, Golgi e RE

Le proteine...