Ciri sel tumbuhan ialah kehadiran takungan cecair khas dalam protoplasnya - vakuol dengan sap sel. Oleh kerana kandungannya secara kimia berbeza daripada komposisi hyaloplasma, sempadan membran melepasi antara mereka, dipanggil tonoplast. Cangkerang yang mengelilingi vakuol ini menjalankan banyak fungsi: daripada mengekalkan bentuk organoid itu sendiri kepada mengawal keadaan keseluruhan sel.
Istilah ini berdasarkan dua perkataan Yunani: tonos (ketegangan) dan plastos (terpahat).
Definisi konsep
Ringkasnya, tonoplast ialah membran vakuol yang memisahkan kandungannya daripada protoplas sel tumbuhan. Mengikut ciri-ciri topografi, struktur ini dirujuk sebagai endomembrane. Dalam sel matang, di mana terdapat satu vakuol besar (pusat), tonoplast menjadi sempadan dalam protoplas (plasmalemma berfungsi sebagai luar). Oleh itu, sitoplasma berada di antara dua membran.
Dalam erti kata lain, tonoplast ialah penghalang antara dua petak terpenting sel tumbuhan: protoplas dan sap sel, interaksi antara yang mengawal aktiviti pentingnya.
Ciri-ciri umum dan kepentingan tonoplast
Kandungan vakuol memainkan peranan yang besar untuk sel tumbuhan. Pelbagai sebatian yang diperlukan untuk berfungsi tumbuhan (protein, garam, pigmen, mineral, nutrien), dan kadangkala produk degradasi, boleh terkumpul di sini. Cecair vakuolar membentuk persekitaran intrasel yang istimewa dengan kandungan pekat pelbagai sebatian.
Struktur dan fungsi tonoplast agak serupa dengan plasmalemma. Walau bagaimanapun, jika yang terakhir berfungsi sebagai sempadan interaksi sel dengan persekitaran luaran, maka membran vakuolar bertanggungjawab untuk pertukaran bahan antara sitoplasma dan sap sel. Disebabkan interaksi ini dikawal selia:
- komposisi kimia hialoplasma dan vakuol;
- proses penyimpanan atau, sebaliknya, pembebasan nutrien dan bahan lain;
- kepekatan ion dalam protoplas;
- ciri osmotik;
- turgor.
Ia selalunya disebabkan oleh vakuol pusat bahawa tekanan turgor berlaku, yang terhasil disebabkan oleh aliran masuk sejumlah besar air ke dalamnya. Kesan ini memastikan keanjalan dan bentuk sel tumbuhan.
Oleh kerana semua fungsi vakuol dikaitkan dengan kemasukan dan keluar pelbagai bahan daripadanya, kita boleh mengatakan bahawa tonoplast adalah struktur utama organoid ini, kerana ia berada dalamsemua sistem pengangkutan disetempatkan di sana.
Struktur Tonoplast
Struktur membran vakuolar dikaji menggunakan spektroskopi inframerah. Yang terakhir menunjukkan bahawa tonoplast adalah dwilapisan lipid di mana pelbagai protein disepadukan. Iaitu, secara umum, strukturnya menyerupai plasmalemma biasa, tetapi pada tahap yang lebih halus, membran ini mempunyai banyak perbezaan.
Lipid Tonoplast dicirikan oleh susunan tersusun dengan penguasaan molekul polar, yang memberikan keanjalan yang tinggi dan sifat bendalir. Membran mengandungi alfa-tokoferol, yang menentukan aktiviti antioksidan.
Dalam foto di bawah: 1 - mesoplasma; 2 - tonoplast; 3 - vakuol.
Protein yang disepadukan ke dalam tonoplast mempunyai darjah rendaman yang berbeza. Ikatan antara mereka dan molekul lipid agak lemah. Struktur spatial protein membran vakuolar mempunyai kandungan motif alfa-heliks yang tinggi (sehingga 56%).
Permukaan tonoplast diserap dengan liang dan sistem pengangkutan molekul yang memberikan penembusan terpilih bahan daripada protoplas ke dalam vakuol dan belakang. Saluran pembawa dibentuk oleh pelbagai protein yang disepadukan ke dalam lapisan lipid, termasuk porin.
Fungsi Tonoplast
Tonoplast menjalankan fungsi berikut:
- mengasingkan - mengehadkan kandungan vakuol daripada protoplas dan sebaliknya;
- pelindung - memastikan integriti organoid, menentukan keselamatanprotoplas (mencampurkan kandungan vakuol dengan hyaloplasma akan mengganggu fungsi sel);
- osmotik - disebabkan oleh pengawalseliaan pengangkutan ion, kecerunan kepekatan bahan tertentu ditubuhkan pada kedua-dua belah membran;
- transmembrane - menyediakan pemindahan terpilih pelbagai sebatian antara kandungan vakuolar dan protoplas.
Malah, tonoplastlah yang mengawal komposisi kimia sap sel vakuol dan penggunaan kandungannya untuk keperluan selular. Sudah tentu, saluran pengangkutan membran tidak berfungsi secara autonomi, tetapi disambungkan dengan sistem pengawalseliaan biokimia protoplas.
