Gasvacuole
Gasblaasjes, ook wel gasvacuole genoemd, zijn nanocompartimenten die vrij doorlaatbaar zijn voor gas, en komen vooral voor bij Cyanobacteriën, maar ook bij andere bacteriesoorten en sommige archaea. Gasblaasjes stellen de bacteriën in staat hun drijfvermogen te controleren. Zij worden gevormd wanneer kleine biconische structuren groeien om spindels te vormen. De wanden van de blaasjes bestaan uit een hydrofoob gasblaasje-eiwit A (GvpA), dat een cilindrische holle, eiwitachtige structuur vormt die zich met gas vult. Kleine variaties in de aminozuursequentie leiden tot veranderingen in de morfologie van het gasblaasje; zo is GvpC een groter eiwit.
Centrale vacuolen
De meeste volgroeide plantencellen hebben één grote vacuole die meestal meer dan 30% van het celvolume inneemt, en die bij bepaalde celtypen en onder bepaalde omstandigheden zelfs 80% van het volume kan innemen. Door de vacuole lopen vaak strengen cytoplasma.
Een vacuole is omgeven door een membraan dat de tonoplast wordt genoemd (woordoorsprong: Gk tón(os) + -o-, wat “strekken”, “spanning”, “toon” betekent + comb. vorm repr. Gk plastós gevormd, gevormd) en gevuld met celsap. De tonoplast, ook wel vacuolair membraan genoemd, is het cytoplasmatische membraan dat een vacuole omgeeft en de vacuolaire inhoud scheidt van het cytoplasma van de cel. Als membraan is het vooral betrokken bij het reguleren van de bewegingen van ionen rond de cel, en het isoleren van materialen die schadelijk of een bedreiging voor de cel kunnen zijn.
Het transport van protonen van het cytosol naar de vacuole stabiliseert de cytoplasmatische pH, terwijl het de vacuolaire binnenkant zuurder maakt, waardoor een proton-motorkracht ontstaat die de cel kan gebruiken om voedingsstoffen in of uit de vacuole te transporteren. De lage pH van de vacuole maakt het ook mogelijk dat afbrekende enzymen in actie komen. Hoewel enkelvoudige grote vacuolen het meest voorkomen, kunnen de grootte en het aantal vacuolen variëren in verschillende weefsels en ontwikkelingsstadia. Zo bevatten zich ontwikkelende cellen in de meristemen kleine provacuolen en hebben cellen van het vasculaire cambium veel kleine vacuolen in de winter en één grote in de zomer.
Naast opslag is de belangrijkste rol van de centrale vacuole het handhaven van de turgordruk tegen de celwand. Eiwitten in de tonoplast (aquaporines) regelen de waterstroom in en uit de vacuole door actief transport, waarbij kaliumionen (K+) in en uit de vacuole worden gepompt. Door osmose zal water in de vacuole diffunderen, waardoor druk op de celwand wordt uitgeoefend. Als het waterverlies leidt tot een aanzienlijke daling van de turgordruk, zal de cel plasmolyse ondergaan. De door de vacuolen uitgeoefende turgordruk is ook nodig voor de celverlenging: wanneer de celwand gedeeltelijk wordt afgebroken door de werking van expansines, wordt de minder stijve wand uitgebreid door de druk die vanuit de vacuole wordt uitgeoefend. De door de vacuole uitgeoefende turgordruk is ook van essentieel belang om planten in een rechtopstaande positie te houden. Een andere functie van een centrale vacuole is dat deze alle inhoud van het cytoplasma van de cel tegen het celmembraan drukt, en zo de chloroplasten dichter bij het licht houdt. De meeste planten slaan in de vacuole chemicaliën op die reageren met chemicaliën in het cytosol. Als de cel wordt afgebroken, bijvoorbeeld door een herbivoor, dan kunnen de twee chemicaliën reageren en toxische chemicaliën vormen. In knoflook zijn alliine en het enzym alliinase normaal gescheiden, maar vormen allicine als de vacuole wordt verbroken. Een soortgelijke reactie is verantwoordelijk voor de productie van syn-propanethial-S-oxide wanneer uien worden gesneden.
De vacuolen in schimmelcellen vervullen soortgelijke functies als die in planten en er kan meer dan één vacuool per cel zijn. In gistcellen is de vacuole een dynamische structuur die snel van morfologie kan veranderen. Zij zijn betrokken bij vele processen, waaronder de homeostase van de pH-waarde van de cel en de concentratie van ionen, osmoregulatie, de opslag van aminozuren en polyfosfaat en de afbraakprocessen. Giftige ionen, zoals strontium (Sr2+
), kobalt(II) (Co2+
), en lood(II) (Pb2+
) worden naar de vacuole getransporteerd om ze te isoleren van de rest van de cel.
Contractiele vacuolen
Contractiele vacuolen is een gespecialiseerd osmoregulerend organel dat aanwezig is in veel vrijlevende protisten. De contractiele vacuole maakt deel uit van het contractiele vacuole complex dat radiale armen en een spongiome omvat. Het contractiele vacuolecomplex werkt periodiek samentrekkend om overtollig water en ionen uit de cel te verwijderen en zo de waterstroom in de cel in evenwicht te houden. Wanneer de samentrekkende vacuole langzaam water opneemt, vergroot de samentrekkende vacuole, dit wordt diastole genoemd en wanneer deze zijn drempel bereikt, trekt de centrale vacuole zich vervolgens periodiek samen (systole) om water af te geven.
Voedselvacuole
Voedselvacuole (ook wel spijsverteringsvacuole genoemd) zijn organellen die voorkomen bij Ciliaten, en Plasmodium falciparum, een protozoaire parasiet die Malaria veroorzaakt.