Jaka jest funkcja wakuoli kontraktylnej u pierwotniaków? Czym właściwie jest wakuola kurczliwa? Read More About It!
Czym właściwie jest wakuola kurczliwa?
Wakuola kurczliwa jest strukturą subkomórkową lub organellą, która jest widoczna wewnątrz komórki pierwotniaka. Jest to pojedyncza, jasna, przezroczysta, okrągła i pulsująca organella komórkowa.
Poprzednio nazywana była wakuolą pulsacyjną lub pulsującą. Wypełniona jest wodnistym płynem i pozostaje zamknięta przez jednostkową błonę, podczas gdy unosi się w cytoplazmie.
Jak sama nazwa wskazuje, jest to wakuola, która kurczy się i wydala wodę z komórki. Wykazuje okresowe rozszerzanie się i kurczenie.
Rozszerzanie się wakuoli kurczliwej prowadzi do gromadzenia się wody wewnątrz organelli, a kurczenie się wakuoli prowadzi do wydalania wody na zewnątrz wakuoli kurczliwej.
Wakuola kurczliwa jest nerką jednokomórkowych pierwotniaków. Wykazuje ona rytmiczny ruch skurczu i rozkurczu.
Jeden cykl skurczu i rozkurczu trwa kilka sekund, w zależności od gatunku i osmolarności środowiska.
Faza, w której woda wpływa do wakuoli kurczliwej, nazywana jest rozkurczem. Natomiast skurcz wakuoli kurczliwej i wydalenie wody z komórki nazywa się skurczem.
W niektórych pierwotniakach, takich jak Ameba proteus, występuje tylko jedna wakuola kurczliwa u każdego osobnika. U innych pierwotniaków, takich jak Dictyostelium discoideum, Paramecium aurelia i Chlamydomonas reinhardtii, występują dwie wakuole kurczliwe, a u olbrzymich ameb, takich jak Chaos carolinensis, jest ich wiele.
Zależnie od gatunku, wakuola może pozostawać w stałej pozycji, będąc przytwierdzona do endoplazmy, lub może krążyć wewnątrz komórki, utrzymując bliskie interakcje z endoplazmą.
Mikroskopia elektronowa wakuoli kurczliwych w Paramecium ujawniła niektóre z kanalików retikulum endoplazmatycznego, kanalików nefrydialnych, kanałów doprowadzających, wakuoli pomocniczych i głównej wakuoli kurczliwej. Wszystko to pomaga w prawidłowym funkcjonowaniu wakuoli kurczliwej.
Regularna ewakuacja wody sugeruje porównanie z nerkami bardziej skomplikowanych zwierząt, i w rzeczywistości wielu pracowników przypisało wakuolom kurczliwym moc wydalania lub osmoregulacji. Inni sugerują, że pełnią one funkcję oddechową.
Powstawaniu i wzrostowi (lub „rozkurczowi”) wakuoli kurczliwych mogą towarzyszyć ważne procesy wydzielnicze, chociaż nie ma bezpośrednich dowodów na to, co jest rozpuszczane w płynie wakuolarnym.
Jaka jest funkcja wakuoli kurczliwej? (Wyjaśnione szczegółowo)
Główną funkcją wakuoli kurczliwej jest utrzymanie zadania osmoregulacji i usuwania wody z komórki. Pomaga ona w regulacji stężenia wody wewnątrz komórki.
Czyni to poprzez właściwe utrzymanie stałego ciśnienia osmotycznego w płynach organizmu poprzez kontrolę stężenia wody i soli w sposób zrównoważony, tak aby komórka nie uległa rozerwaniu w wyniku cytolizy.
Prostymi słowy, istotną funkcją wakuoli kurczliwej jest wypompowywanie wody z komórki poprzez proces zwany osmoregulacją, który jest w rzeczywistości regulacją ciśnienia osmotycznego.
Materiały odpadowe, takie jak amoniak, mogą być wydalane przez wakuole. Woda i inne sole są również usuwane przez te wakuole tylko w celu utrzymania równowagi osmotycznej.
Gatunki, które posiadają wakuolę kurczliwą, zazwyczaj zawsze używają tej organelli, nawet w środowiskach bardzo hipertonicznych (wysokie stężenie rozpuszczalników), ponieważ komórka ma tendencję do dostosowywania swojej cytoplazmy, aby stała się jeszcze bardziej hiperosmotyczna niż środowisko. Wszystko to dzięki wakuoli kurczliwej.
W środowiskach wodnych stężenie rozpuszczalników jest hipotoniczne, mniejsze na zewnątrz niż wewnątrz komórki. W tych warunkach osmoza powoduje gromadzenie się w komórce wody ze środowiska zewnętrznego.
Wakuola kurczliwa działa jako część mechanizmu ochronnego, który zapobiega wchłanianiu przez komórkę zbyt dużej ilości wody i pękaniu przez nadmierne ciśnienie wewnętrzne.
Wakuola kurczliwa działa po prostu jak pompa wodna. Mogą one powoli gromadzić wodę podczas rozkurczu i okresowo wydalać płyn gwałtownie do medium podczas skurczu.
Według Patel i Docampo, 2010, jak zbadano w D. discoideum, wakuole kurczliwe są uważane za kwaśne magazyny wapnia i zaproponowano, że są one zaangażowane w wydzielanie Ca2 + i sygnalizację.
Według Sriskanthadevan, 2009 CV Dictyostelium zawiera wrażliwą na Ca2 + cząsteczkę adhezji komórkowej DdDAD-1. Cząsteczka ta jest syntetyzowana na wolnych rybosomach i transportowana do CV w celu wprowadzenia do błony plazmatycznej.
Jak wygląda wakuola kurczliwa?
Jeśli spojrzysz na pierwotniaka takiego jak Ameoaba, Paramecium, itp. pod mikroskopem, to wakuola kurczliwa wygląda po prostu jak przezroczysta, przestronna, okrągła, otoczona błoną, wypełniona wodą organella wewnątrz komórki.
Jeżeli będziesz się przyglądał wakuoli kurczliwej, zaobserwujesz rytmiczne fazy gromadzenia wody (rozszerzanie) i wydalania wody (kurczenie) co kilka sekund, w zależności od gatunku i osmolarności środowiska.
W Paramecium można zaobserwować bardzo złożoną i zaawansowaną wakuolę kurczliwą w porównaniu z innymi pierwotniakami.
Znajdziemy również różne kanaliki i kanaliki wraz z wakuolami pomocniczymi, które razem utrzymują osmoregulację.
W innych gatunkach pierwotniaków, takich jak Tokophrya, jak u Suctoria i Ciliata w ogóle, wakuola kurczliwa ma stały kanał łączący ją z otoczeniem. Kanał ten wydaje się mieć bardzo rozbudowaną strukturę i składa się z pory, kanału i wąskiej rurki umieszczonej w brodawce, która jest dobrze wysunięta do jamy wakuoli kurczliwej.
W zależności od gatunku w komórce może być tylko jedna, dwie lub wiele wakuol kurczliwych. Na liczbę wakuoli obecnych w komórce bezpośredni wpływ ma środowisko słodkowodne.
Wakuola kurczliwa ma por lub kanał łączący ją ze światem zewnętrznym, służący do wydalania nadmiaru wody i odpadów z komórki.
Wakuola kurczliwa nie może być widoczna w organizmach wielokomórkowych, z wyjątkiem niektórych komórek krwi żaby, świnki morskiej i człowieka, co zostało niedawno odkryte. Jednak nadal występuje w jednokomórkowym stadium kilku wielokomórkowych grzybów i w kilku typach komórek gąbek, w tym amebocytach, pinakocytach i choanocytach.
Wakuola kurczliwa pozostaje nieruchoma lub porusza się w cytoplazmie, pozostając w ścisłym związku z endoplazmą. W szerokim sensie, morfologie i zachowania CV różnią się u różnych organizmów.
Co by się stało, gdyby wakuola kurczliwa przestała działać?
Wakuola kurczliwa (CV) jest związaną z błoną organellą osmoregulacyjną ameb słodkowodnych i glebowych oraz innych pierwotniaków, która segreguje nadmiar wody cytozolowej, która została pozyskana osmotycznie i wydala ją na zewnątrz komórki, tak że osmolarność cytozolu jest utrzymywana na stałym poziomie w danych warunkach osmotycznych.
Dla słodkowodnych i wodnych pierwotniaków jest koniecznością, aby ich komórki nie miały nadmiaru wody w cytoplazmie, w przeciwnym razie komórka pęknie lub rozerwie się w wyniku cytolizy.
W środowisku słodkowodnym stężenie rozpuszczalników wewnątrz komórki jest wyższe niż na zewnątrz komórki. W tych warunkach woda napływa ze środowiska do komórki na drodze osmozy.
Dlatego też, gdy pierwotniaki przebywają w wodzie, otaczająca je woda ze środowiska zawsze wpływa do cytoplazmy komórki przez pory błony. Następnie woda jest przenoszona z cytoplazmy do wakuoli kurczliwej w celu wydalenia, jeśli jest nadmiar wody.
Wakuola kurczliwa pomaga komórce przechowywać nadmiar wody w środowiskach bardzo hipertonicznych (wysokie stężenie rozpuszczalników), tak że komórka może dostosować swoją cytoplazmę, aby stała się jeszcze bardziej hiperosmotyczna niż środowisko.
Ale w przypadku, gdy komórka znajduje się w środowisku hiperosmotycznym, mniej wody zostanie wydalone i cykl skurczu CV będzie dłuższy.
W związku z tym jest jasne, że wakuola kurczliwa jest organellą, która chroni komórkę przed ekspansją i eksplozją komórki z powodu zbyt dużej ilości wody w cytoplazmie. Chroni tak przez wydalanie nadmiaru wody z komórki przez kurczenie się.
I tak, jeśli wakuola kurczliwa przestanie działać, komórka eksploduje i pęknie prowadząc do śmierci pierwotniaka.
W jakich pierwotniakach wakuola kurczliwa jest widoczna?
Wakuola kurczliwa jest obecna u wielu pierwotniaków. Niektóre z najbardziej znanych pierwotniaków, które mają CV to Ameba, Paramecium, Euglena, Chlamydomonas, Chaos, itd.
W Amebie, pojedyncza wakuola kurczliwa jest obecna na tylnym końcu endoplazmy. Jest ona zaokrąglona i wypełniona wodnistym płynem, zamkniętym błoną. Wokół CV znajdują się różne wakuole pokarmowe i mitochondria.
W Paramecium, w komórce znajdują się 2 CV, które są na stałe umieszczone w endoplazmie. Jedna wakuola znajduje się w pobliżu każdego końca ciała, blisko powierzchni grzbietowej. W każdej wakuoli znajdują się kanały promieniste wchodzące w głąb cytoplazmy wraz z różnymi wakuolami pomocniczymi, kanałami i kanalikami.
W Euglenie wakuola znajduje się w gęstej strefie osmoregulacyjnej, otoczona różnymi wakuolami pomocniczymi, które prawdopodobnie łączą się w jedną dużą wakuolę. CV odprowadza wodę przez zbiornik, cytofarynkę i cytostom.
W Chlamydomonas dwie wakuole kurczliwe znajdują się w pobliżu przedniego końca komórki, tj. w pobliżu podstaw flagelli. Najmniejsze znane wakuole kurczliwe należą do Chlamydomonas, o średnicy 1,5 µm.
W Chaos, która należy do rodzaju Ameba olbrzymia, występują liczne wakuole kurczliwe, tj. 2 lub więcej niż 2. W Chaos carolinensis występują więcej niż 2 wakuole, aby utrzymać duże ciśnienie osmotyczne komórki olbrzymiej.
Jaka jest różnica między wakuolą kurczliwą a wakuolą pokarmową?
Kluczowa różnica między wakuolami pokarmowymi a wakuolami kurczliwymi polega na ich funkcji. Wakuole pokarmowe są zaangażowane w trawienie, podczas gdy wakuole kurczliwe są zaangażowane w osmoregulację.
Obydwie zawierają wodnisty płyn. Wakuole kurczliwe będą zawierały nadmiar wody cytoplazmatycznej wraz z różnymi odpadami, które mają być wydalone.
Wakule pokarmowe będą zawierały wodę wraz z różnymi enzymami trawiennymi. Podczas procesu trawienia odczyn wewnątrz wakuoli jest najpierw kwaśny, a następnie zasadowy.
Wakuole pokarmowe są małymi woreczkami, które są rozmieszczone w cytoplazmie komórek protistów, roślin, grzybów i niektórych zwierząt.
Wakuole kurczliwe są obecne głównie u wodnych pierwotniaków i są zaangażowane w osmoregulację w komórce.
Bez obecności wakuoli pokarmowych organizm nie może trawić pokarmu, a więc nie może pozyskiwać energii do codziennej aktywności.
Bez wakuoli kurczliwych nie będzie osmoregulacji komórki, a więc komórki mogą pękać i rozrywać się w wodzie.
Endocytoza jest metodą, która tworzy wakuole pokarmowe. Natomiast kurczenie się i rozkurczanie wakuoli w celu wypchnięcia wody z komórki jest metodą, która tworzy wakuole kurczliwe.