Вакуоли - это полости, заполненные клеточным соком - сложным раствором различных водорастворимых соединений. Среди этих соединений имеются:
- Минеральные соли;
- Органические кислоты;
- Сахариды;
- Аминокислоты;
- Дубильные вещества;
- Водорастворимые пигменты: антоцианы, флавоны, беталанины;
- Некоторые белки и ферменты.
В вакуолях сосредоточено основное количество клеточной воды. Объем клетки возрастает исключительно за счет жидкости в вакуолях, а не цитоплазмы и ее структурных элементов. Объем центральной вакуоли поддерживается постоянным притоком молекул воды под воздействием осмотических явлений.
Клеточный сок часто бывает окрашен в различные оттенки красного или синеватого цвета. Распространенными красителями вакуолярной жидкости является антоцианы, которые меняют свой цвет в зависимости от соотношения с другими флавоноидных соединений, наличие ионов металла и величины рН сока. Если вакуолярного раствор имеет щелочную реакцию, антоциановые пигменты приобретают разные оттенки синего окраску (лепестки васильков, цикория, льна). Если вакуолярного раствор имеет кислую реакцию, то клеточный сок имеет красный цвет (лепестки роз, плоды вишни, калины, клубники).
Форма и размеры вакуолей изменяются от возраста клетки, уровня ее метаболической активности и выполняемых функций. В меристематических клетках они называются провакуолямы и их не видно в световой микроскоп. Постепенно с ростом и развитием клеток размер вакуолей резко увеличивается за счет их слияния и увеличения объема. В дифференцированных клетках находятся одна или несколько вакуолей в центральной части протопласта. Цитоплазма и ее структурные компоненты занимают пристенные положения или изредка пронизывают вакуолярного полость тонкими тяжами. Вакуоли отделены от цитоплазмы одной мембраной - тонопластом.
Центральная вакуоль взрослой клетки образуется в результате слияния мелких вакуолей меристематичнгих клеток. Формирование вакуолей изучено с помощью электронного микроскопа. Первыми появляются мельчайшие провакуоли, образующиеся из мелких пузырьков на тяжах эндоплазматической сети, что свидетельствует о родстве ее мембранных структур с мембраной вакуолей.
Функции вакуолей в растительной клетке.
- С их участием осуществляются осмотические процессы клеток, которые лежат в основе поглощения и движения воды, питательных веществ и поддерживается напряжен (тургорного) состояние клеточных оболочек.
- Благодаря отдельным вакуолях или их совокупности в клетке - ВАК достигается минимизация объема цитоплазмы и существенное увеличение поверхности раздела между цитоплазмой и тонопластом.
- Центральное положение и значительный объем вакуоли обеспечивает эффективное пространственное размещение хлоропластов с приближением их к поверхности клетки, условия оптимального освещения.
- Вакуоли принимают участие в детоксикации цитоплазмы, выполняя функцию буферной системы ее защиты от метаболических или ионных стрессов.
- Вакуоли свойственна лизосомных функция-расщепление некоторых макромолекул и отработанных органелл.
- Как внутренняя среда, вакуоли поддерживают гомеостаз растительной клетки, а процесс вакуолизации является необходимым условием роста клетки.
- Вакуоли часто является вместилищем различных вторичных метаболитов: алкалоидов, фловоноидив, вредных ионов и веществ. - Они также являются резервуаром, где откладываются про запас некоторые питательные вещества: сахариды, органические кислоты, белки, которые периодически включаются в обмен веществ и используются для нужд клетки как строительный и энергетический материал.
- Вакуоли также участвуют в явлении плазмолиза, так как процесс отставание цитоплазматического содержимого от клеточной оболочки, обусловленный уменьшением количества воды в вакуолях путем осмотических процессов.
Таким образом, вакуоли растительной клетки - полифункциональные образования.