Una característica de les cèl·lules vegetals és la presència en els seus protoplasts de dipòsits líquids especials: vacúols amb saba cel·lular. Com que el seu contingut és químicament diferent de la composició del hialoplasma, entre ells passa un límit de membrana, anomenat tonoplast. Aquesta closca que envolta el vacúol fa moltes funcions: des de mantenir la forma del propi organoide fins a regular l'estat de tota la cèl·lula.
El terme es basa en dues paraules gregues: tonos (tensió) i plastos (esculpida).
Definició del concepte
En resum, el tonoplast és la membrana del vacúol que separa el seu contingut del protoplast de la cèl·lula vegetal. Segons les característiques de la topografia, aquesta estructura s'anomena endomembrana. A les cèl·lules madures, en les quals hi ha un vacúol gran (central), el tonoplast es converteix en la vora interna del protoplast (el plasmalema serveix com a exterior). Així, el citoplasma es troba entre dues membranes.
En altres paraules, el tonoplast és una barrera entre els dos compartiments més importants d'una cèl·lula vegetal: el protoplast i la saba cel·lular, la interacció entre els quals regula la seva activitat vital.
Característiques generals i significació del tonoplast
El contingut del vacúol té un paper important per a la cèl·lula vegetal. Aquí es poden acumular diversos compostos necessaris per al funcionament de la planta (proteïnes, sals, pigments, minerals, nutrients) i de vegades productes de degradació. El líquid vacuolar forma un entorn intracel·lular especial amb un contingut concentrat de diversos compostos.
L'estructura i les funcions del tonoplast són una mica semblants al plasmalema. Tanmateix, si aquest últim serveix de límit de la interacció de la cèl·lula amb el medi extern, aleshores la membrana vacuolar és responsable de l'intercanvi de material entre el citoplasma i la saba cel·lular. A causa d'aquesta interacció es regulen:
- composició química del hialoplasma i el vacúol;
- processos d'emmagatzematge o, per contra, alliberament de nutrients i altres substàncies;
- concentració d'ions al protoplast;
- característiques osmòtiques;
- turgor.
Sovint es deu al vacúol central que es produeix la pressió de turgència, que es crea a causa de l'entrada d'una gran quantitat d'aigua. Aquest efecte garanteix l'elasticitat i la forma de la cèl·lula vegetal.
Com que totes les funcions del vacúol estan associades a l'entrada i sortida de diverses substàncies d'aquest, podem dir que el tonoplast és l'estructura clau d'aquest organoide, ja que es troba entots els sistemes de transport estan localitzats allà.
Estructura de tonoplast
L'estructura de la membrana vacuolar es va estudiar mitjançant espectroscòpia infraroja. Aquest últim va demostrar que el tonoplast és una bicapa lipídica en la qual s'integren diverses proteïnes. És a dir, en termes generals, l'estructura s'assembla a un plasmalema típic, però a un nivell més subtil, aquestes membranes tenen moltes diferències.
Els lípids tonoplast es caracteritzen per una disposició ordenada amb predomini de molècules polars, que proporciona una gran elasticitat i propietats fluides. La membrana conté alfa-tocoferol, que determina l'activitat antioxidant.
A la foto següent: 1 - mesoplasma; 2 - tonoplast; 3 - vacúol.
Les proteïnes integrades al tonoplast tenen diferents graus d'immersió. L'enllaç entre ells i les molècules de lípids és bastant feble. L'estructura espacial de les proteïnes de membrana vacuolar té un alt contingut de motius helicoïdals alfa (fins a un 56%).
La superfície del tonoplast està impregnada de porus i sistemes de transport molecular que proporcionen una penetració selectiva de substàncies del protoplast al vacúol i l'esquena. Els canals portadors estan formats per diverses proteïnes integrades a la capa lipídica, incloses les porines.
Funcions de Tonoplast
Tonoplast realitza les funcions següents:
- isolating - delimita el contingut del vacúol del protoplast i viceversa;
- protector: garanteix la integritat de l'organoide, determina la seguretatprotoplast (mesclar el contingut del vacúol amb hialoplasma alteraria el funcionament de la cèl·lula);
- osmòtic: a causa de la regulació del transport d'ions, s'estableixen certs gradients de concentració de substàncies a banda i banda de la membrana;
- transmembrana: proporciona transferència selectiva de diversos compostos entre el contingut vacuolar i el protoplast.
De fet, és el tonoplast el que controla la composició química de la saba cel·lular del vacúol i l'ús del seu contingut per a les necessitats cel·lulars. Per descomptat, els canals de transport de la membrana no funcionen de manera autònoma, sinó que estan connectats amb els sistemes reguladors bioquímics del protoplast.
