Фізіологія рослин - Мусієнко М.М. 2001

Хімічний та молекулярний склад, структура і функції рослинної клітини
Тонопласт і вакуоля

Вакуоля — компартмент всередині протопласта, заповнений водним розчином (клітинний сік) та відокремлений від цитоплазми мембраною— тонопластом. Утворюється в процесі росту клітин. Меристематичні клітини мають багато вакуолей, тоді як паренхімні — одну або кілька, які займають 90% об’єму її.

Вакуолярний сік відрізняється не лише у різних рослин, а і в клітинах різних тканин. Спільне між ними — вода. Концентрація розчинених речовин досягає 0,4-0,6 М. Сюди входять неорганічні солі (натрій, калій, кальцій, магній, хлор, залишки SO4-, РО4- ), вуглеводи, органічні кислоти, фенольні сполуки (флавоноїди в пелюстках квітів), азотисті сполуки, білки, в тому числі деякі ферменти, таніни, алкалоїди. В деяких вакуолях можуть бути нерозчинні сполуки (кристали, аморфні відклади).

Тонопласт накопичує ці речовини активним транспортуванням (А) або за рахунок злиття з пухирцями, які рухаються від апарата Гольджі (Б):

У вакуолях часто зустрічаються пігменти. Голубого, фіолетового, темно-червоного кольорів рослинні клітини набувають за рахунок антоціанів, які легко розчиняються у воді. Вони ж визначають червоне та голубе забарвлення багатьох овочів, фруктів, різних квітів.

Вакуолі виконують опорну функцію, створюючи тургор, функцію запасання або накопичення відходів роботи цитоплазми. Від концентрації вакуолярного соку значно залежать осмотичні властивості клітини. Вакуолі — місце накопичення різних метаболітів, таких, як запасні білки в насінні тощо. В них є також ферменти, завдяки яким виконується ще одна функція — лізосомна.

Доведено, що ці ферменти розщеплюють матеріал, який надходить у вакуолі з пухирцями апарата Гольджі, тому вакуолі здатні діяти як лізосоми у клітинах тваринних організмів. Навіть окремі органели (рибосоми, мітохондрії, пластиди) потрапляють у вакуолі, де руйнуються. Вважають, що вакуолі утворюються з ендоплазматичного ретикулуму. Як відомо, в клітинах тваринних організмів лізосоми формуються за участю спеціалізованих ділянок цитоплазми, які було названо ГЕРЛ (ділянки, зв’язані з апаратом Гольджі та ендоплазматичним ретикулумом). Подібні ділянки знайдено і в рослинах, зокрема в кінчиках кореня редиски, в сім’ядолях зародків машу.