Přednáška 2. Vakuoly a plastidy - výtah

Přednáška 2. Rostlinné vakuoly a plastidy - výtah

1. Vakuoly

Vakuoly jsou útvary převážně v rostlinných buňkách variabilního tvaru a velikosti. Vyskytují se v protoplastu  rostlinných buněk. U většiny živočišných buněk chybí. Tekutý obsah vakuoly se nazývá buněčná šťáva.
Podle velikosti a množství vakuol můžeme odhadovat stáří a produktivitu rostlinných buněk. Mladé buňky mají většinou mnoho malých vakuol, staré buňky mají mnohdy jednu obrovitou vakuolu.

Funkce vakuol: 

• Jejich povrchovou membránovou strukturou je tonoplast charakteristický svojí selektivní permeabilitou, podílí se tedy na osmotických procesech. 
• Mezi další funkce vakuol patří udržování iontové rovnováhy
• udržuje pH buňky
• slouží jako depo zásobních látek nebo nepotřebných a toxických látek
• vzhledem k tomu, že v rostliných buňkách se nevyskytují lysozomy, lytickou funkci (odstraňování starších organel buňky) přebírají vykuoly
• turgor (buněčné napětí) vakuol ovlivňuje pevnost a tvar buňky
• dokončuje programovanou buněčnou smrt

Vakuoly kromě buněčné šťávy mohou obsahovat také:

• primární metabolity, zejména alkoholové cukry, sacharidy, kdy vakuola funguje jako zásobárna, která dle potřeby těmito látkami buňku dotuje
• fruktany - nestrukturální polysacharidy důležité hlavně v chladném prostředí, protože posunují bod tuhnutí buněčné šťávy. 
Pozn.: Pro koně jsou velmi nebezpečné, protože koně je neumí enzymaticky trávit a proto se fruktany hromadí v tlustém střevě, kde kvasí a narušují prostředí střeva a mohou být tak spouštěčem mnoha onemocnění koní.
• bílkoviny, tuky - zásoby pro buňku
• slizy mají pro buňku ochranný a zísobní význam
• sekundární metabolity a odpadní látky- např. třísloviny (chrání buňku proti herbivorům a parazitům), alkaloidy, glykosidy, antokiany, flavonoidy, ...
• krystalické buněčné inkluze - oxid křemičitý, vápenné soli, sírany, uhličitany, oxaláty vápníku = šťavelany (intracelulárně v pletivech parenchymatických buněk, extracelulárně v kolenchymu)

Biosyntéza oxalátů je nenáhodným geneticky řízeným procesem rostlinných buněk. Oxaláty se tvoří v membránových derivátech v iniciačních místech ve vnitřní membráně tonoplastu. Podílí se na inkorporaci proteinů pomocí signálů na povrchu buňky.

• uhličitan vápenatý -ve formě cystolitů, což jsou jakési hroznovité útvary, které rostou dovnitř buňky z buněčné membrány specialozovaných buněk, které nazýváme litocysty (typicky se vyskytující u čeledi Urticaceae, Moraceae, Rutaceae, ...)
• myrosin - při narušení pletiv se vyplavuje z myrosinových buňek, slouží jako obrana rostlin proti herbivorům (způsobuje štiplavou až pálivou chuť), typicky u Brassicaceae
• oxid křemičitý - obsažen v buňkách xylému dvouděložných rostlin, má obrannou funkci - funguje jako "čočka, která usměrňuje sluneční záření", výskyt typicky v epidermis (pokožce buněk) u Poaceae

2. Plastidy

Jsou to dvoumembránové semiautonomní organely, které se vyskytují ve všech živých rostlinných buňkách (mohou chybět ve spermatických buňkách). Vznikají dělením proplastidu (obsahuje jednu kopii DNA, pak se dělí na další a další).

Jejich základní a původní funkce je zachycení sluneční energie a její přeměna na organické látky, konkrétně chloroplasty.
Plastidy jsou extrémně dynamicky proměnlivé a mohou se do jisté fáze přeměňovat a specializovat.

Plastidy se skládají z:

• dvou polyjednotkových membrán, které se liší svými složkami na vnitřní a vnější.
• tranzitních peptidů
• matrix

Z nezralých proplastidů mohou vznikat specializované plastidy:

a) Chromoplasty - jsou to nositelé lipochromních barviv (karotenoidy - červené a xantofily - žluté)

• rozlišujeme několik typů chromoplastů: globulární, membránové, tubulární a krystalinní
• nemají schopnost fotosyntézy, jejich funkcí je zbarovat květy a plody a lákat tak jejich konzumenty a opylovače

b) Leukoplasty - neobsahují žádná barviva, fungují jako depo zásob pro buňku

• Proteinoplast - shromažďuje proteiny
• Amyloplast - shromažďuje škroby
• Elaioplast -shromažďuje oleje

c) Chloroplasty - vyskytují se ve fotosynteticky aktivních pletivech (listový mezofil, svěrací buňky průduchů), jejich funkcí je zachycovat sluneční energii a přeměňovat ji na organické látky, tedy přímo se podílejí na fotosyntéze rostliny.