Vacuola
Una vacuola es un saco de almacenamiento delimitado por membrana dentro de una célula; las células vegetales tienen una gran vacuola central que almacena agua y mantiene firme a la célula.
Definition
Una vacuola es una bolsa de almacenamiento dentro de una célula que puede contener agua, alimento o desechos, y las células vegetales suelen tener una vacuola muy grande que ocupa la mayor parte de la célula. Es un organelo delimitado por membrana que almacena agua, nutrientes, pigmentos o productos de desecho; la vacuola central de las plantas puede ocupar hasta el $90$ por ciento del volumen de la célula y mantiene la presión de turgencia contra la pared celular, mientras que las células animales tienen varias vacuolas pequeñas y algunos protistas usan vacuolas contráctiles para expulsar el exceso de agua. La vacuola central está delimitada por una membrana llamada tonoplasto, que contiene bombas de protones (ATPasas de tipo V y pirofosfatasas) que acidifican la savia vacuolar hasta un pH de aproximadamente $5.5$ e impulsan la acumulación de iones, azúcares, ácidos orgánicos y metabolitos secundarios. El potencial osmótico resultante atrae agua hacia adentro y genera la presión de turgencia que sostiene el tejido no leñoso e impulsa la expansión celular. Las vacuolas también actúan como compartimentos líticos comparables a los lisosomas, almacenan compuestos defensivos y pigmentos como las antocianinas, y secuestran iones tóxicos.
Example
Cuando una planta se marchita, sus vacuolas han perdido agua y las células se ablandan; después de regarla, las vacuolas se vuelven a llenar y las hojas se enderezan de nuevo. Un paramecio de agua dulce toma agua constantemente por ósmosis, y su vacuola contráctil se llena y se vacía varias veces por minuto para evitar que la célula se hinche y estalle. Las células oclusivas de los estomas abren el poro bombeando K$^+$ y otros solutos hacia sus vacuolas, atrayendo agua y aumentando la turgencia, y al invertir el flujo el poro se cierra, así que una hoja puede regular la pérdida de agua en cuestión de minutos.
Key Insight
La gran vacuola de una célula vegetal funciona como el aire en la llanta de una bicicleta: cuando está llena, la célula está rígida, y cuando está baja, la célula está flácida. También le permite a una célula vegetal crecer en grande a bajo costo, porque la célula se expande llenándose de agua en lugar de producir citoplasma, que es más costoso. Los colores de las flores de muchas plantas provienen de las antocianinas disueltas en la savia vacuolar, y el mismo pigmento puede verse rojo o azul dependiendo del pH de la vacuola, un ejemplo cotidiano de los indicadores de pH en la naturaleza.