'n Kenmerk van plantselle is die teenwoordigheid in hul protoplaste van spesiale vloeistofreservoirs - vakuole met selsap. Aangesien die inhoud daarvan chemies verskil van die samestelling van die hialoplasma, beweeg 'n membraangrens tussen hulle, wat die tonoplast genoem word. Hierdie dop wat die vakuool omring, verrig baie funksies: van die handhawing van die vorm van die organoïde self tot die regulering van die toestand van die hele sel.
Die term is gebaseer op twee Griekse woorde: tonos (spanning) en plastos (gebeeldhouwd).
Definisie van konsep
In kort, die tonoplast is die membraan van die vakuool wat die inhoud daarvan skei van die protoplast van die plantsel. Volgens die kenmerke van die topografie word na hierdie struktuur verwys as endomembraan. In volwasse selle, waarin daar een groot (sentrale) vakuool is, word die tonoplast die binnegrens van die protoplast (die plasmalemma dien as die buitenste een). Die sitoplasma is dus tussen twee membrane.
Met ander woorde, die tonoplast is 'n versperring tussen die twee belangrikste kompartemente van 'n plantsel: die protoplast en sel sap, die interaksie tussen wat sy lewensbelangrike aktiwiteit reguleer.
Algemene kenmerke en betekenis van die tonoplast
Die inhoud van die vakuool speel 'n groot rol vir die plantsel. Verskeie verbindings wat nodig is vir die funksionering van die plant (proteïene, soute, pigmente, minerale, voedingstowwe), en soms afbraakprodukte, kan hier ophoop. Die vakuolêre vloeistof vorm 'n spesiale intrasellulêre omgewing met 'n gekonsentreerde inhoud van verskeie verbindings.
Die struktuur en funksies van die tonoplast is ietwat soortgelyk aan die plasmalemma. As laasgenoemde egter dien as die grens van die interaksie van die sel met die eksterne omgewing, dan is die vakuolêre membraan verantwoordelik vir die materiaaluitruiling tussen die sitoplasma en sel sap. As gevolg van hierdie interaksie word gereguleer:
- chemiese samestelling van hialoplasma en vakuool;
- prosesse van berging of, omgekeerd, die vrystelling van voedingstowwe en ander stowwe;
- konsentrasie van ione in die protoplast;
- osmotiese kenmerke;
- turgor.
Dit is dikwels as gevolg van die sentrale vakuool dat turgordruk plaasvind, wat geskep word as gevolg van die invloei van 'n groot hoeveelheid water daarin. Hierdie effek verseker die elastisiteit en vorm van die plantsel.
Aangesien al die funksies van die vakuool geassosieer word met die in- en uitgang van verskeie stowwe daaruit, kan ons sê dat die tonoplast die sleutelstruktuur van hierdie organoïde is, aangesien dit inalle vervoerstelsels is daar gelokaliseer.
Tonoplast-struktuur
Die struktuur van die vakuolêre membraan is met infrarooispektroskopie bestudeer. Laasgenoemde het getoon dat die tonoplast 'n lipied dubbellaag is waarin verskeie proteïene geïntegreer is. Dit wil sê, in algemene terme, die struktuur lyk soos 'n tipiese plasmalemma, maar op 'n meer subtiele vlak het hierdie membrane baie verskille.
Tonoplast-lipiede word gekenmerk deur 'n geordende rangskikking met 'n oorheersing van polêre molekules, wat hoë elastisiteit en vloeistof-eienskappe bied. Die membraan bevat alfa-tokoferol, wat die antioksidantaktiwiteit bepaal.
In die foto hieronder: 1 - mesoplasma; 2 - tonoplast; 3 - vakuool.
Proteïene wat in die tonoplast geïntegreer is, het verskillende grade van onderdompeling. Die binding tussen hulle en lipiedmolekules is taamlik swak. Die ruimtelike struktuur van vakuolêre membraanproteïene het 'n hoë inhoud van alfa-helikale motiewe (tot 56%).
Die oppervlak van die tonoplast is deurtrek met porieë en molekulêre vervoerstelsels wat selektiewe penetrasie van stowwe vanaf die protoplast in die vakuool en terug verskaf. Draerkanale word gevorm deur verskeie proteïene wat in die lipiedlaag geïntegreer is, insluitend poriene.
Tonoplast-funksies
Tonoplast voer die volgende funksies uit:
- isolering - skei die inhoud van die vakuool af van die protoplast en omgekeerd;
- beskermend - verseker die integriteit van die organoïde, bepaal veiligheidprotoplast (vermenging van die inhoud van die vakuool met hialoplasma sal die funksionering van die sel ontwrig);
- osmoties - as gevolg van die regulering van ioontransport word sekere konsentrasiegradiënte van stowwe aan beide kante van die membraan gevestig;
- transmembraan - verskaf selektiewe oordrag van verskeie verbindings tussen die vakuolêre inhoud en die protoplast.
Trouens, dit is die tonoplast wat die chemiese samestelling van die selsap van die vakuool en die gebruik van die inhoud daarvan vir sellulêre behoeftes beheer. Natuurlik werk die vervoerkanale van die membraan nie outonoom nie, maar is verbind met die biochemiese regulatoriese sisteme van die protoplast.
