Vacuolas gaseosas
Las vesículas gaseosas, también conocidas como vacuolas gaseosas, son nanocompartimentos que son libremente permeables al gas, y se dan principalmente en las Cianobacterias, pero también se encuentran en otras especies de bacterias y en algunas arqueas. Las vesículas de gas permiten a las bacterias controlar su flotabilidad. Se forman cuando pequeñas estructuras bicónicas crecen para formar husos. Las paredes de las vesículas están compuestas por una proteína hidrofóbica de vesícula gaseosa A (GvpA) que forma una estructura cilíndrica hueca y proteica que se llena de gas. Pequeñas variaciones en la secuencia de aminoácidos producen cambios en la morfología de la vesícula de gas, por ejemplo, GvpC, es una proteína más grande.
Vacuolas centrales
La mayoría de las células vegetales maduras tienen una gran vacuola que suele ocupar más del 30% del volumen de la célula, y que puede llegar a ocupar hasta el 80% del volumen en determinados tipos y condiciones celulares. A menudo, los hilos de citoplasma atraviesan la vacuola.
Una vacuola está rodeada por una membrana llamada tonoplasto (origen de la palabra: Gk tón(os) + -o-, que significa «estiramiento», «tensión», «tono» + forma comb. repr. Gk plastós formado, moldeado) y llena de savia celular. También llamado membrana vacuolar, el tonoplasto es la membrana citoplasmática que rodea a una vacuola, separando el contenido vacuolar del citoplasma de la célula. Como membrana, participa principalmente en la regulación de los movimientos de los iones alrededor de la célula y en el aislamiento de los materiales que podrían ser perjudiciales o una amenaza para la célula.
El transporte de protones desde el citosol a la vacuola estabiliza el pH citoplasmático, mientras que hace que el interior vacuolar sea más ácido creando una fuerza motriz de protones que la célula puede utilizar para transportar nutrientes dentro o fuera de la vacuola. El bajo pH de la vacuola también permite que actúen las enzimas degradativas. Aunque las vacuolas individuales de gran tamaño son las más comunes, el tamaño y el número de vacuolas puede variar en diferentes tejidos y etapas de desarrollo. Por ejemplo, las células en desarrollo de los meristemos contienen pequeñas provacuolas y las células del cambium vascular tienen muchas vacuolas pequeñas en invierno y una grande en verano.
Además del almacenamiento, la función principal de la vacuola central es mantener la presión de turgencia contra la pared celular. Las proteínas que se encuentran en el tonoplasto (acuaporinas) controlan el flujo de agua dentro y fuera de la vacuola a través del transporte activo, bombeando iones de potasio (K+) hacia el interior vacuolar y fuera de él. Debido a la ósmosis, el agua se difunde hacia la vacuola, ejerciendo presión sobre la pared celular. Si la pérdida de agua provoca una disminución significativa de la presión de turgencia, la célula se plasmoliza. La presión de turgencia ejercida por las vacuolas también es necesaria para la elongación celular: a medida que la pared celular se degrada parcialmente por la acción de las expansinas, la pared menos rígida se expande por la presión procedente del interior de la vacuola. La presión de turgencia ejercida por la vacuola también es esencial para mantener a las plantas en posición vertical. Otra función de la vacuola central es que empuja todo el contenido del citoplasma de la célula contra la membrana celular, y así mantiene los cloroplastos más cerca de la luz. La mayoría de las plantas almacenan sustancias químicas en la vacuola que reaccionan con las sustancias químicas del citosol. Si la célula se rompe, por ejemplo por un herbívoro, las dos sustancias químicas pueden reaccionar formando sustancias químicas tóxicas. En el ajo, la aliina y la enzima aliinasa están normalmente separadas, pero forman alicina si se rompe la vacuola. Una reacción similar es la responsable de la producción de óxido-S sinpropanetílico cuando se cortan las cebollas.
Las vacuolas de las células fúngicas realizan funciones similares a las de las plantas y puede haber más de una vacuola por célula. En las células de levadura la vacuola es una estructura dinámica que puede modificar rápidamente su morfología. Están implicadas en muchos procesos, como la homeostasis del pH celular y la concentración de iones, la osmorregulación, el almacenamiento de aminoácidos y polifosfato y los procesos de degradación. Los iones tóxicos, como el estroncio (Sr2+
), el cobalto(II) (Co2+
) y el plomo(II) (Pb2+
) son transportados a la vacuola para aislarlos del resto de la célula.
Vacuolas contráctiles
La vacuola contráctil es un orgánulo osmorregulador especializado que está presente en muchos protistas de vida libre. La vacuola contráctil forma parte del complejo de vacuolas contráctiles, que incluye brazos radiales y un espongioma. El complejo de la vacuola contráctil se contrae periódicamente para eliminar el exceso de agua e iones de la célula y así equilibrar el flujo de agua hacia la misma. Cuando la vacuola contráctil está tomando agua lentamente, la vacuola contráctil se agranda, esto se llama diástole y cuando alcanza su umbral, la vacuola central se contrae entonces (sístole) periódicamente para liberar agua.
Vacuolas alimentarias
Las vacuolas alimentarias (también llamadas vacuolas digestivas) son orgánulos que se encuentran en los Ciliados, y en el Plasmodium falciparum, un parásito protozoario que causa la Malaria.