Las vacuolas: concepto, estructura y funciones

5.3.4 Las vacuolas: concepto, estructura y funciones

LAS VACUOLAS

Son estructuras celulares constituidas por una membrana y un contenido interno. Existen algunas diferencias entre las vacuolas vegetales y las animales. Las células vegetales suelen presentar una única vacuola de gran tamaño a diferencia de las animales que presentan varias vacuolas.

Se originan por la agregación de las vesículas formadas a partir de los dictiosomas del aparato de Golgi o por invaginación de la membrana plasmática.

FUNCIÓN

Almacenar sustancias de reserva y en ciertos casos, de almacenamiento de sustancias tóxicas.

Existen otras estructuras que se llaman también vacuolas pero cuya función es muy diferente:

Las vacuolas pulsátiles: estas extraen el agua del citoplasma y la expulsan al exterior por transporte activo.

Las vacuolas digestivas: se produce la digestión de sustancias nutritivas, una vez digeridas pasan al interior de la célula y los productos de desecho son eliminados hacia el exterior de la célula.

Una vacuola es una cavidad rodeada por una membrana que se encuentra en el citoplasma de las células, principalmente de las vegetales.

Se forman por fusión de las vesículas procedentes del retículo endoplasmático y del aparato de Golgi. En general, sirven para almacenar sustancias de desecho o de reserva (agua con varios azúcares, sales, proteínas y otros nutrientes disueltos en ella).

En las células vegetales, las vacuolas ocupan gran parte del volumen celular y en ocasiones pueden llegar hasta casi la totalidad (Entre el 30% y el 90%). También, aumentan el tamaño de la célula por acumulación de agua.

Están relacionadas con los lisosomas secundarios, ya que éstos engloban dos tipos de vacuolas, las heterofágicas o digestivas y las autofágicas. Contienen enzimas hidrolíticas y sustratos en proceso de digestión. En el primer tipo, los sustratos son de origen externo y son capturados por endocitosis; una vez producida la digestión, ciertos productos pueden ser reutilizados y los no digeribles (llamados cuerpos residuales) son vertidos al exterior por exocitosis. En el caso de las vacuolas autofágicas, lo que se digiere son constituyentes de la célula.

Hay otro tipo de vacuolas, las pulsátiles o contráctiles, que aparecen en muchos protozoos, especialmente en los dulceacuícolas. Se llenan de sustancias de desecho que van eliminando de forma periódica y además bombean el exceso de agua al exterior.

ENVIO DE PROTEINAS A LAS VACUOLAS

Las vacuolas de plantas y de algunos microorganismos como las levaduras se parecen al lisosoma porque contienen enzimas hidrolíticos. Los precursores de estas enzimas se sintetizan en el RE y atraviesan el AG donde se distribuyen en vesículas destinadas a las vacuolas. El envío de estos enzimas a las vacuolas no requiere la modificación de sus carbohidratos. En su lugar, los precursores de estos enzimas se seleccionan mediante el reconocimiento de una secuencia de AA de 50-100 AA de longitud. Una vez en el interior de la vacuola esta secuencia se separa del precursor, originando la proteína activa. Si por ingeniería genética se suprime esta secuencia del precursor de la proteína, ésta será excretada. Si a una proteína de secreción se le añade esta secuencia, se dirigirá hacia la vacuola. Por tanto, esta secuencia contiene la información necesaria para dirigir una proteína hacia la vacuola. En ausencia de esta información, la proteína se excreta.

ENVIO DE PROTEINAS A LAS VESICULAS DE SECRECION

Las vesículas de transporte que van a fusionarse con la membrana plasmática emergen de forma continuada del AG. Las proteínas de membrana y los lípidos de estas vesículas proporcionan los nuevos materiales para la membrana, mientras que las proteínas solubles son excretadas. Esta ruta constituye la secreción constitutiva, y tiene lugar en todas las células eucariotas.

Hay, sin embargo, células especializadas donde la secreción tiene lugar en respuesta a un estímulo extracelular. Se trata, por tanto, de una secreción regulada. En ellas las proteínas de secreción se concentran y almacenan en vesículas de secreción, de donde serán secretadas por exocitosis en respuesta a un estímulo. La señal que dirige a las proteínas de secreción hacia las vesículas de secreción no está clara, pero parece que está determinada por su propia secuencia. Las vesículas de secreción emergen del retículo trans Golgi. En su formación interviene la clatrina, en un mecanismo muy parecido al de endocitosis mediada por receptor. La superficie de las vesículas que se están formando estan revestidas de clatrina. Este revestimiento se pierde una vez formada la vesícula. Además, en aquellos casos en que la célula está polarizada (como las células epiteliales), las vesículas de secreción pueden dirigirse específicamente bien hacia la membrana apical o bien hacia la membrana

...