Vakuólumok

Vakuólumok olyan membránnal határolt sejtorganellumok, amelyek főleg növényekben és gombákban, illetve néhány protista sejtekben találhatók; ritkán előfordulnak állati sejtekben is. A vakuólumot a tonoplast nevű speciális membrán határolja, amely a lumen összetételéért és az ozmotikus nyomás szabályozásáért felelős.

A vakuólum lumenje jellemzően víz és oldott anyagok összessége: ionok (például K+, Ca2+), cukrok, szerves savak, pigmentek és bizonyos enzimek. A lumen összetétele és a vakuólum jelenléte sejttípusonként változik.

Funkciói közé tartozik a turgor fenntartása a növényi sejtekben, így a növekedés és a szerkezet stabilitása; tárolóhely a vízben és ionokban, a tápanyagok és anyagok ideiglenes raktározása; a hasznos és káros anyagok elkülönítése és bontása. Lyticus és autofágia folyamatokban is szerepet játszhat, mivel a hidrolitikus enzimek a vakuólumban találhatók.

Különböző típusai közé tartozik a központi vacuólum a növényekben, kontraktilis vacuólumok néhány protistában a vízegyensúly szabályozására, valamint táplálék- vagy endocita vakuólumok, pigmentvakuólumok és lítikus vakuólumok. A központi vacuólum gyakran jelentős térfogatot foglal el és a tonoplaston keresztül szabályozza a vizet, a sókat és az oldott anyagokat.

Keletkezése főként az endomembránrendszerből származó vesiculáris események eredménye: vesiculák fúziója a Golgi- vagy ER-rendszertől. A tonoplaston lévő transzporterek, H+-ATPázok és aquaporinok szabályozzák a lumen pH-ját, ozmotikus nyomását és a vízbeáramlást.

Jelentősége a növénybiológiában és az agrárkutatásban abból adódik, hogy a vakuólumok befolyásolják a növények turgorát, pigmentációt és anyagfelhalmozást, és ezért célpontjai lehetnek biotechnológiai megoldásoknak.