Caratteristiche e funzioni di tonoplasto

Toneplast È il termine usato in biologia per identificare le membrane interne dei vacuoli nelle cellule vegetali. Il tono ha una permeabilità selettiva e racchiude acqua, ioni e soluti all'interno dei vacuoli.

Ci sono studi approfonditi sulla composizione molecolare del tono, poiché le proteine ​​di trasporto situate in queste membrane regolano la crescita delle piante, lo stress alla salinità e l'essiccamento e la suscettibilità agli agenti patogeni.

Il tono di una cellula vegetale (fonte: Mariana Ruiz [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

Generalmente, il vacuolo che il tono compone, contiene il 57,2% dell'intero volume cellulare nelle piante. Tuttavia, questa percentuale può variare a seconda del modo della vita, essendo normalmente le piante di cactus e desert che hanno vacuoli di dimensioni meno o maggiori.

In alcune specie di piante, la vacuola delimitata dal toneplast può occupare fino al 90% del volume interno di tutte le cellule vegetali.

Poiché è coinvolto in un traffico costante di molecole, ioni e enzimi tra il citosol e l'interno della vacuola, il tono è ricco di trasporto di proteine, canali e acquaporine (pori o canali in cui l'acqua passa).

Molte delle vescicole interne come fagosomi o vescicole di trasporto finiscono.

I biotecnologi focalizzano i loro sforzi sulle tecniche necessarie per incorporare, in piante di interesse commerciale come il grano e il riso, tono con le caratteristiche delle piante resistenti al soluzione salina.

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Caratteristiche

Il tono è principalmente costituito da proteine ​​e lipidi ordinati sotto forma di bilay lipidico. Tuttavia, se confrontato con altre membrane cellulari, ha proteine ​​e lipidi unici nella sua composizione.

La membrana vacuolare (il tono) è costituita da 18% di lipidi neutri e steroli, 31% di glicolipidi e 51% di fosfolipidi. Normalmente, acidi grassi presenti nei lipidi che formano bilay.

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L'enorme vacuolo definito dal toneplast inizia come un insieme di più piccoli vacuoli che sono sintetizzati nel reticolo endoplasmatico, quindi sono incorporate le proteine ​​dall'apparato del Golgi.

Schema della vacuola centrale di una cellula vegetale (Fonte: I Am l'autore: Gevictor [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Le proteine ​​dall'apparato Golgi sono canali, enzimi, trasportatori e proteine ​​strutturali e glicoproteine ​​di ancoraggio che si posizionerà nel tono.

Tutti i piccoli vacuoli si fondono e si organizzano lentamente e progressivamente per formare il tono che dà origine a un grande vacuola, riempie principalmente acqua e ioni. Questo processo si verifica in tutti gli organismi del regno Plantae, Pertanto, tutte le cellule vegetali hanno il tono.

Il tono, come il mitocondriale lipidico bilay.

Funzioni

La funzione principale del tono è funzionare come una barriera semipermeabile, delimitando lo spazio compreso dalla vacuola e separandolo dal resto del contenuto citosolico.

Questa "semipermeabilità" è sfruttata dalle cellule vegetali per turgidità, controllo del pH, crescita, tra molte altre funzioni.

Turgenza e potenziale idrico

La funzione più studiata delle piante è quella di regolare la turgidità cellulare. La concentrazione di ioni e acqua che rientrano all'interno del vacuola partecipano, attraverso il potenziale di pressione (ψp), nel potenziale idrico (ψ) in modo che le molecole d'acqua entrino o se ne vadano all'interno della cellula.

Grazie alla presenza del tono il potenziale di pressione (ψp) che esercita il protoplasto (membrana plasmatica) sulla parete cellulare nelle cellule. Questa forza acquisisce valori positivi mentre la vacuola esercita pressione sul protoplasto e questo, a sua volta, sulla parete cellulare.

Quando l'acqua lascia il vacuola attraverso il tono e poi lascia la cellula vegetale, il vacuola inizia a contrarsi e si perde la turgidità della cellula, raggiungendo i valori di pressione (ψp) vicino allo zero e persino negativo.

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Questo processo è noto come plasomolisi incipiente e questo è ciò che a sua volta produce il appassionato che osserviamo nelle piante.

Quando la pianta è unita, il suo potenziale osmotico (ψp) aumenta, poiché quando la concentrazione di ioni di potassio (K+) all'interno della cellula è maggiore della concentrazione di soluti all'esterno, l'acqua si muove verso l'interno.

Questi ioni di potassio (K+) sono principalmente all'interno del vacuola e, aggiunti con gli ioni citosol, sono responsabili della generazione del potenziale osmotico (ψp). Il tono è permeabile a questi ioni di potassio grazie a un atpay che ha nella sua struttura.

Manutenzione del pH

Atasas nel tono.

Gli ATP della membrana delle cellule di radice sono attivati ​​dalla presenza di ioni di potassio (K+), questi introducono ioni di potassio (K+) ed espelle i protoni (H+). Al contrario, gli atasas trovati nel tono sono attivati ​​in presenza di cloro (cl-) nel citosol.

Questi controllano la concentrazione di ioni di cloro (Cl-) e idrogeno interno (H+). Entrambi gli ATP funzionano in una sorta di "gioco" per controllare il pH nel citosol delle cellule vegetali, per aumentare o ridurre il pH fino a un pH di 7 o superiore nel citosol.

Quando c'è una concentrazione molto elevata di protoni (H+) nel citosol, la membrana cellulare AtPass introduce ioni di potassio (K+); Mentre Atasa del tono degli ioni cloro succhia (cl-) e idrogeno (H+) del citosol all'interno della vacuola.

Acumulo di ioni

Il tonoplasto ha diversi tipi di pompe protoni primarie. Inoltre, ha canali di trasporto per ioni di calcio (Ca+), ioni idrogeno (H+) e altri ioni specifici per ciascuna specie vegetale.

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Atasas Pump Protoni (H+) verso l'interno della vacuola, rendendo il lume di questo acquisire un pH acido, con valori tra 2 e 5 e un carico parziale positivo. Queste pompe idrolizzano l'ATP nel citosol e, attraverso un poro, introducono protoni (H+) verso il lume della vacuola.

La pirofosfasi è un altro tipo di "pompe" del tono che introducono anche protoni (H+) nel vacuolo, ma lo fanno attraverso l'idrolisi del pirofosfato (PPI). Questa pompa è esclusiva delle piante e dipende dagli ioni MG ++ e K+.

Nel tonoplasto è possibile trovare altri tipi di ATASA che pompano i protoni verso il citosol e che introducono ioni di calcio (Ca ++) all'interno del vacuola. Il calcio (Ca ++) viene utilizzato come messaggero nell'interno cellulare e il lume della vacuola viene usato come deposito di questi ioni.

Forse le proteine ​​più abbondanti nel tono sono i canali del calcio, queste consentono l'uscita del calcio (CA+) introdotta da ATASA di membrana.

Al momento sono stati identificati anche bombe primarie o trasportatori di tipo ABC (dall'inglese ATp-BInding CAssetta) in grado di introdurre grandi ioni organici all'interno del vacuolo (come il glutatione, per esempio).

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