Vakuoly

Vakuoly sú pomerne veľké membránové vačky (vezikuly), ktoré v bunkách plnia veľmi rozmanité funkcie. Ich veľkosť, štruktúra a primárna úloha sa výrazne líšia v závislosti od typu organizmu. Kým pre rastlinné bunky a bunky húb sú absolútne typické a kľúčové, v živočíšnych bunkách a jednobunkovcoch sa vyskytujú len ako menšie, vysoko špecializované útvary.

Štruktúra a vývin rastlinnej vakuoly link

Mladá rastlinná bunka zvyčajne obsahuje väčší počet drobných vakuol, ktoré sú nepravidelne rozložené v cytoplazme. S pribúdajúcim rastom a vývinom bunky tieto drobné vačky postupne splývajú. Tento proces sa nazýva vakuolizácia. V staršej bunke tak vzniká jedna obrovská centrálna vakuola, ktorá vytláča cytoplazmu, jadro a zvyšné organely na úplný okraj bunky tesne k plazmatickej membráne. U starších buniek môže vakuola tvoriť až 80–90 % ich celkového objemu.

Z hľadiska stavby je vakuola ohraničená jednou selektívne priepustnou membránou, ktorá sa nazýva tonoplast. Vnútro je vyplnené tekutinou zvanou bunková šťava. Je to zmes koloidných a nízkomolekulových látok – nachádzajú sa tu sacharidy, alkoholy, glykozidy, triesloviny, alkaloidy, organické kyseliny, aminokyseliny, bielkoviny, farbivá, lipidy či rôzne kryštalické inklúzie. V živej bunke nemá táto tekutina žiadnu pevnú štruktúru, preto sa pod mikroskopom javí ako úplne prázdna (lat. vakuus = prázdny).

Funkcie rastlinnej vakuoly link

Bunková šťava je v podstate rôzne koncentrovaný roztok, ktorý spôsobuje osmotické nasávanie vody do vakuoly. Centrálna vakuola tak absorbuje vodu a plní v bunke niekoľko životne dôležitých úloh:

• rast a mechanická pevnosť – nasávaním vody vakuola zväčšuje svoj objem, čím rastlinnej bunke umožňuje predlžovací rast. Zároveň vytvára obrovský vnútorný tlak zvaný turgor. Turgor tlačí zvnútra na hrubú bunkovú stenu (ktorá zabraňuje prasknutiu bunky) a vďaka nemu sú rastlinné pletivá a celé rastlinné telo mechanicky pevné a napnuté.
• zásobáreň látok – slúži ako skladisko dôležitých organických živín (cukry, zásobné bielkoviny v semenách) a anorganických iónov (ako sú draslík a sodík).
• lytická funkcia a degradácia – v rastlinných bunkách vakuoly dynamicky nahrádzajú živočíšne lyzozómy. Obsahujú hydrolytické enzýmy a aktívne sa zúčastňujú na rozklade (autolýze) bunkových štruktúr. Táto degradácia môže prebehnúť tromi spôsobmi: priamym spojením membrány vakuoly s organelou určenou na degradáciu, invagináciou (včlenením) tonoplastu dovnútra, alebo priamym prasknutím tonoplastu.
• odpadkový kôš – funguje ako bezpečné úložisko, kde sa hromadia toxické vedľajšie produkty metabolizmu, ktoré by po voľnom uvoľnení do cytoplazmy bunku poškodili.
• klíčenie mikrospór – špecifické vytláčacie (klíčne) vakuoly zohrávajú kľúčovú úlohu pri rozmnožovaní rastlín, kedy doslova vytláčajú cytoplazmu z peľového zrna priamo do rastúceho peľového vrecúška.

Vakuoly prvokov a živočíšnych buniek link

V živočíšnych bunkách a jednobunkovcoch nenájdeme centrálnu vakuolu. Namiesto nej sa tu nachádzajú vysoko špecializované útvary, ktoré zabezpečujú osmoreguláciu a príjem potravy:

• potravné vakuoly (fagozómy) – vznikajú napríklad pri procese bunkového jedenia (fagocytóza). Keď bunka (ako napríklad biela krvinka alebo nálevník) pohltí čiastočku potravy či baktériu, vytvorí okolo nej membránový vačok. Táto potravná vakuola následne splynie so sekundárnym lyzozómom, ktorého enzýmy obsah rozložia a živiny uvoľnia do cytoplazmy.
• pulzujúce vakuoly – sú životne dôležité pre sladkovodné jednobunkovce. Keďže žijú v hypotonickom prostredí (v sladkej vode), voda im neustále preniká osmózou dovnútra bunky. Pulzujúca vakuola tu funguje ako čerpadlo, ktoré prebytočnú vodu neustále nasáva a rytmickým sťahovaním vypudzuje z bunky von, čím reguluje osmotické pomery a chráni organizmus pred prasknutím.