Una característica de las células vegetales es la presencia en sus protoplastos de depósitos líquidos especiales: vacuolas con savia celular. Dado que su contenido es químicamente diferente de la composición del hialoplasma, un límite de membrana pasa entre ellos, llamado tonoplasto. Este caparazón que rodea la vacuola realiza muchas funciones: desde mantener la forma del organoide hasta regular el estado de toda la célula.
El término se basa en dos palabras griegas: tonos (tensión) y plastos (esculpido).
Definición del concepto
En resumen, el tonoplasto es la membrana de la vacuola que separa su contenido del protoplasto de la célula vegetal. De acuerdo con las características de la topografía, esta estructura se denomina endomembrana. En las células maduras, en las que hay una gran vacuola (central), el tonoplasto se convierte en el borde interior del protoplasto (el plasmalema sirve como borde exterior). Así, el citoplasma se encuentra entre dos membranas.
En otras palabras, el tonoplasto es una barrera entre los dos compartimentos más importantes de una célula vegetal: el protoplasto y la savia celular, cuya interacción regula su actividad vital.
Características generales y significado del tonoplasto
El contenido de la vacuola juega un papel muy importante para la célula vegetal. Aquí pueden acumularse diversos compuestos necesarios para el funcionamiento de la planta (proteínas, sales, pigmentos, minerales, nutrientes) y, en ocasiones, productos de degradación. El fluido vacuolar forma un ambiente intracelular especial con un contenido concentrado de varios compuestos.
La estructura y las funciones del tonoplasto son algo similares a las del plasmalema. Sin embargo, si este último sirve como límite de la interacción de la célula con el ambiente externo, entonces la membrana vacuolar es responsable del intercambio de material entre el citoplasma y la savia celular. Debido a esta interacción se regulan:
- composición química del hialoplasma y la vacuola;
- procesos de almacenamiento o, por el contrario, de liberación de nutrientes y otras sustancias;
- concentración de iones en el protoplasto;
- características osmóticas;
- turgencia.
A menudo se debe a la vacuola central que se produce la presión de turgencia, que se crea debido a la entrada de una gran cantidad de agua en ella. Este efecto asegura la elasticidad y forma de la célula vegetal.
Dado que todas las funciones de la vacuola están asociadas a la entrada y salida de diversas sustancias de la misma, podemos decir que el tonoplasto es la estructura clave de este organoide, ya que se encuentra entodos los sistemas de transporte están localizados allí.
Estructura de tonoplasto
La estructura de la membrana vacuolar se estudió mediante espectroscopia infrarroja. Este último demostró que el tonoplasto es una bicapa lipídica en la que se integran diversas proteínas. Es decir, en términos generales, la estructura se asemeja a un plasmalema típico, pero a un nivel más sutil, estas membranas tienen muchas diferencias.
Los lípidos de Tonoplast se caracterizan por una disposición ordenada con predominio de moléculas polares, lo que les proporciona una gran elasticidad y fluidez. La membrana contiene alfa-tocoferol, que determina la actividad antioxidante.
En la foto de abajo: 1 - mesoplasma; 2 - tonoplasto; 3 - vacuola.
Las proteínas integradas en el tonoplasto tienen diferentes grados de inmersión. El vínculo entre ellos y las moléculas de lípidos es bastante débil. La estructura espacial de las proteínas de la membrana vacuolar tiene un alto contenido de motivos alfa-helicoidales (hasta un 56 %).
La superficie del tonoplasto está impregnada de poros y sistemas de transporte molecular que permiten la penetración selectiva de sustancias desde el protoplasto hasta la vacuola y viceversa. Los canales transportadores están formados por varias proteínas integradas en la capa lipídica, incluidas las porinas.
Funciones del tonoplasto
Tonoplast realiza las siguientes funciones:
- aislar - delimita el contenido de la vacuola del protoplasto y viceversa;
- protección - asegura la integridad del organoide, determina la seguridadprotoplasto (mezclar el contenido de la vacuola con hialoplasma interrumpiría el funcionamiento de la célula);
- osmótico - debido a la regulación del transporte de iones, se establecen ciertos gradientes de concentración de sustancias a ambos lados de la membrana;
- transmembrana: proporciona transferencia selectiva de varios compuestos entre el contenido vacuolar y el protoplasto.
De hecho, es el tonoplasto el que controla la composición química de la savia celular de la vacuola y el uso de su contenido para las necesidades celulares. Por supuesto, los canales de transporte de la membrana no funcionan de forma autónoma, sino que están conectados con los sistemas reguladores bioquímicos del protoplasto.
