Uma característica das células vegetais é a presença em seus protoplastos de reservatórios líquidos especiais - vacúolos com seiva celular. Como seu conteúdo é quimicamente diferente da composição do hialoplasma, um limite de membrana passa entre eles, chamado de tonoplasto. Essa concha que envolve o vacúolo desempenha muitas funções: desde manter a forma do próprio organoide até regular o estado de toda a célula.
O termo é baseado em duas palavras gregas: tonos (tensão) e plastos (esculpido).
Definição do conceito
Em suma, o tonoplasto é a membrana do vacúolo que separa seu conteúdo do protoplasto da célula vegetal. De acordo com as características da topografia, essa estrutura é chamada de endomembrana. Em células maduras, nas quais há um grande vacúolo (central), o tonoplasto torna-se a borda interna do protoplasto (o plasmalema serve como a borda externa). Assim, o citoplasma está entre duas membranas.
Em outras palavras, o tonoplasto é uma barreira entre os dois compartimentos mais importantes de uma célula vegetal: o protoplasto e a seiva celular, cuja interação regula sua atividade vital.
Características gerais e significado do tonoplasto
O conteúdo do vacúolo desempenha um grande papel para a célula vegetal. Vários compostos necessários para o funcionamento da planta (proteínas, sais, pigmentos, minerais, nutrientes), e às vezes produtos de degradação, podem se acumular aqui. O fluido vacuolar forma um ambiente intracelular especial com um conteúdo concentrado de vários compostos.
A estrutura e as funções do tonoplasto são um pouco semelhantes ao plasmalema. No entanto, se este último serve como limite da interação da célula com o meio externo, a membrana vacuolar é responsável pela troca de material entre o citoplasma e a seiva celular. Devido a esta interação são regulamentados:
- composição química do hialoplasma e vacúolo;
- processos de armazenamento ou, inversamente, liberação de nutrientes e outras substâncias;
- concentração de íons no protoplasto;
- características osmóticas;
- turgor.
Muitas vezes é devido ao vacúolo central que ocorre a pressão de turgescência, que é criada devido à entrada de uma grande quantidade de água nele. Este efeito garante a elasticidade e a forma da célula vegetal.
Como todas as funções do vacúolo estão associadas à entrada e saída de várias substâncias dele, podemos dizer que o tonoplasto é a estrutura chave desse organoide, pois está emtodos os sistemas de transporte estão localizados lá.
Estrutura tonoplástica
A estrutura da membrana vacuolar foi estudada usando espectroscopia no infravermelho. Este último mostrou que o tonoplasto é uma bicamada lipídica na qual várias proteínas estão integradas. Ou seja, em termos gerais, a estrutura se assemelha a um plasmalema típico, mas em um nível mais sutil, essas membranas apresentam muitas diferenças.
Os lipídios tonoplásticos são caracterizados por um arranjo ordenado com predominância de moléculas polares, o que confere alta elasticidade e propriedades fluidas. A membrana contém alfa-tocoferol, que determina a atividade antioxidante.
Na foto abaixo: 1 - mesoplasma; 2 - tonoplasto; 3 - vacúolo.
Proteínas integradas ao tonoplasto possuem diferentes graus de imersão. A ligação entre eles e as moléculas lipídicas é bastante fraca. A estrutura espacial das proteínas da membrana vacuolar tem um alto teor de motivos alfa-helicoidal (até 56%).
A superfície do tonoplasto é permeada por poros e sistemas de transporte molecular que proporcionam penetração seletiva de substâncias do protoplasto no vacúolo e vice-versa. Os canais transportadores são formados por várias proteínas integradas na camada lipídica, incluindo as porinas.
Funções do tonoplasto
Tonoplast executa as seguintes funções:
- isolando - delimita o conteúdo do vacúolo do protoplasto e vice-versa;
- protective - garante a integridade do organoide, determina a segurançaprotoplasto (misturar o conteúdo do vacúolo com hialoplasma atrapalharia o funcionamento da célula);
- osmótica - devido à regulação do transporte de íons, certos gradientes de concentração de substâncias são estabelecidos em ambos os lados da membrana;
- transmembrana - fornece transferência seletiva de vários compostos entre o conteúdo vacuolar e o protoplasto.
Na verdade, é o tonoplasto que controla a composição química da seiva celular do vacúolo e o uso de seu conteúdo para as necessidades celulares. É claro que os canais de transporte da membrana não funcionam de forma autônoma, mas estão conectados com os sistemas reguladores bioquímicos do protoplasto.
