Wakuole gazowe
Pęcherzyki gazowe, zwane również wakuolami gazowymi, to nanokompartmenty swobodnie przepuszczające gaz, występujące głównie u sinic, ale spotykane również u innych gatunków bakterii i niektórych archaidów. Pęcherzyki gazowe pozwalają bakteriom kontrolować ich pływalność. Powstają one, gdy małe dwuwklęsłe struktury rosną tworząc wrzeciona. Ściany pęcherzyków zbudowane są z hydrofobowego białka A (GvpA), które tworzy cylindryczną, pustą, białkową strukturę, która wypełnia się gazem. Niewielkie różnice w sekwencji aminokwasów powodują zmiany w morfologii pęcherzyków gazu, na przykład GvpC jest większym białkiem.
Wakuole centralne
Większość dojrzałych komórek roślinnych ma jedną dużą wakuolę, która zwykle zajmuje ponad 30% objętości komórki, a w przypadku niektórych typów komórek i warunków może zajmować nawet 80% objętości. Przez wakuolę często przebiegają pasma cytoplazmy.
Wakuola otoczona jest błoną zwaną tonoplastem (pochodzenie słowa: Gk tón(os) + -o-, oznaczające „rozciąganie”, „napięcie”, „ton” + comb. forma repr. Gk plastós uformowany, uformowany) i wypełniona sokiem komórkowym. Tonoplast, zwany też błoną wakuolarną, jest błoną cytoplazmatyczną otaczającą wakuolę, oddzielającą zawartość wakuoli od cytoplazmy komórki. Jako błona jest głównie zaangażowany w regulację ruchu jonów wokół komórki i izolację materiałów, które mogą być szkodliwe lub stanowić zagrożenie dla komórki.
Transport protonów z cytozolu do wakuoli stabilizuje pH cytoplazmy, podczas gdy wnętrze wakuoli staje się bardziej kwaśne, tworząc siłę napędową protonów, którą komórka może wykorzystać do transportu składników odżywczych do lub z wakuoli. Niskie pH wakuoli umożliwia również działanie enzymów degradujących. Chociaż najczęściej spotykane są pojedyncze duże wakuole, ich wielkość i liczba może być różna w różnych tkankach i na różnych etapach rozwoju. Na przykład, rozwijające się komórki merystemów zawierają małe wakuole, a komórki kambium naczyniowego mają wiele małych wakuoli zimą i jedną dużą latem.
Poza magazynowaniem, główną rolą wakuoli centralnej jest utrzymywanie ciśnienia turgorowego przy ścianie komórkowej. Białka znajdujące się w tonoplaście (akwaporyny) kontrolują przepływ wody do i z wakuoli poprzez aktywny transport, pompując jony potasu (K+) do i z wnętrza wakuoli. Dzięki osmozie woda będzie dyfundowana do wakuoli, wywierając nacisk na ścianę komórkową. Jeśli utrata wody doprowadzi do znacznego spadku ciśnienia turgorowego, komórka ulegnie plazmolizie. Ciśnienie turgorowe wywierane przez wakuole jest również niezbędne do wydłużania się komórek: gdy ściana komórkowa ulega częściowej degradacji pod wpływem ekspansyn, mniej sztywna ściana rozszerza się pod wpływem ciśnienia pochodzącego z wakuoli. Ciśnienie turgorowe wywierane przez wakuolę jest również niezbędne do utrzymania roślin w pozycji pionowej. Inną funkcją wakuoli centralnej jest dociskanie całej zawartości cytoplazmy komórki do błony komórkowej, a tym samym utrzymywanie chloroplastów bliżej światła. Większość roślin przechowuje w wakuoli substancje chemiczne, które wchodzą w reakcje z substancjami chemicznymi w cytozolu. Jeśli komórka zostanie uszkodzona, na przykład przez roślinożercę, obie substancje chemiczne mogą reagować, tworząc toksyczne związki chemiczne. W czosnku, alliina i enzym alliinaza są normalnie oddzielone, ale tworzą allicynę, jeśli wakuola zostanie przerwana. Podobna reakcja jest odpowiedzialna za produkcję tlenku syn-propanetalu-S, gdy cebula jest krojona.
Wakuole w komórkach grzybów pełnią podobne funkcje jak w roślinach, a w każdej komórce może znajdować się więcej niż jedna wakuola. W komórkach drożdży wakuole są strukturą dynamiczną, która może szybko modyfikować swoją morfologię. Są one zaangażowane w wiele procesów, w tym homeostazę pH komórki i stężenia jonów, osmoregulację, magazynowanie aminokwasów i polifosforanów oraz procesy degradacyjne. Toksyczne jony, takie jak stront (Sr2+
), kobalt(II) (Co2+
) i ołów(II) (Pb2+
) są transportowane do wakuoli, aby odizolować je od reszty komórki.
Wakuole kurczliwe
Wakuole kurczliwe to wyspecjalizowane organelle osmoregulacyjne, które występują u wielu wolno żyjących protistów. Wakuola kurczliwa jest częścią kompleksu wakuoli kurczliwych, w skład którego wchodzą ramiona promieniste i spongioma. Kompleks wakuoli kurczliwej okresowo kurczy się, usuwając nadmiar wody i jonów z komórki, aby zrównoważyć napływ wody do komórki. Gdy wakuola kurczliwa powoli pobiera wodę, powiększa się, co nazywamy rozkurczem, a gdy osiągnie swój próg, wakuola centralna kurczy się, a następnie rozkurcza (skurcz) okresowo, aby uwolnić wodę.
Wakuole pokarmowe
Wakuole pokarmowe (zwane także wakuolami trawiennymi) są organellami występującymi u rzęsistków i Plazmodium falciparum, pierwotniaka wywołującego malarię.
Plazmodium falciparum, pasożyta wywołującego malarię.