Fitur sel tumbuhan adalah keberadaan reservoir cair khusus di protoplasnya - vakuola dengan getah sel. Karena isinya berbeda secara kimiawi dari komposisi hialoplasma, batas membran lewat di antara mereka, yang disebut tonoplas. Cangkang yang mengelilingi vakuola ini melakukan banyak fungsi: dari mempertahankan bentuk organoid itu sendiri hingga mengatur keadaan seluruh sel.
Istilah ini didasarkan pada dua kata Yunani: tonos (tegangan) dan plastos (pahatan).
Definisi konsep
Singkatnya, tonoplast adalah membran vakuola yang memisahkan isinya dari protoplas sel tumbuhan. Menurut fitur topografi, struktur ini disebut sebagai endomembran. Pada sel dewasa, di mana terdapat satu vakuola besar (pusat), tonoplast menjadi batas bagian dalam protoplas (plasmalemma berfungsi sebagai bagian luar). Jadi, sitoplasma berada di antara dua membran.
Dengan kata lain, tonoplast adalah penghalang antara dua kompartemen terpenting dari sel tumbuhan: protoplas dan getah sel, interaksi antara keduanya mengatur aktivitas vitalnya.
Karakteristik umum dan signifikansi tonoplast
Isi vakuola berperan besar bagi sel tumbuhan. Berbagai senyawa yang diperlukan untuk berfungsinya tanaman (protein, garam, pigmen, mineral, nutrisi), dan terkadang produk degradasi, dapat terakumulasi di sini. Cairan vakuolar membentuk lingkungan intraseluler khusus dengan kandungan terkonsentrasi dari berbagai senyawa.
Struktur dan fungsi tonoplast agak mirip dengan plasmalemma. Namun, jika yang terakhir berfungsi sebagai batas interaksi sel dengan lingkungan eksternal, maka membran vakuolar bertanggung jawab atas pertukaran materi antara sitoplasma dan getah sel. Karena interaksi ini diatur:
- komposisi kimia hialoplasma dan vakuola;
- proses penyimpanan atau, sebaliknya, pelepasan nutrisi dan zat lain;
- konsentrasi ion dalam protoplas;
- karakteristik osmotik;
- turgor.
Hal ini sering terjadi karena vakuola pusat bahwa tekanan turgor terjadi, yang dibuat karena masuknya sejumlah besar air ke dalamnya. Efek ini memastikan elastisitas dan bentuk sel tumbuhan.
Karena semua fungsi vakuola terkait dengan masuk dan keluarnya berbagai zat darinya, kita dapat mengatakan bahwa tonoplast adalah struktur kunci dari organoid ini, karena ia berada disemua sistem transportasi terlokalisasi di sana.
Struktur Tonoplast
Struktur membran vakuolar dipelajari menggunakan spektroskopi inframerah. Yang terakhir menunjukkan bahwa tonoplast adalah lapisan ganda lipid di mana berbagai protein terintegrasi. Artinya, secara umum, strukturnya menyerupai plasmalemma yang khas, tetapi pada tingkat yang lebih halus, membran ini memiliki banyak perbedaan.
Lipid Tonoplast dicirikan oleh susunan yang teratur dengan dominasi molekul polar, yang memberikan elastisitas tinggi dan sifat cairan. Membran mengandung alfa-tokoferol, yang menentukan aktivitas antioksidan.
Pada foto di bawah ini: 1 - mesoplasma; 2 - tonoplas; 3 - vakuola.
Protein yang terintegrasi ke dalam tonoplast memiliki tingkat perendaman yang berbeda. Ikatan antara mereka dan molekul lipid agak lemah. Struktur spasial protein membran vakuolar memiliki kandungan motif alfa-heliks yang tinggi (hingga 56%).
Permukaan tonoplast diresapi dengan pori-pori dan sistem transportasi molekuler yang memberikan penetrasi selektif zat dari protoplas ke dalam vakuola dan kembali. Saluran pembawa dibentuk oleh berbagai protein yang terintegrasi ke dalam lapisan lipid, termasuk porin.
Fungsi Tonoplast
Tonoplast melakukan fungsi berikut:
- isolating - membatasi isi vakuola dari protoplas dan sebaliknya;
- protective - memastikan integritas organoid, menentukan keamananprotoplas (pencampuran isi vakuola dengan hialoplasma akan mengganggu fungsi sel);
- osmotik - karena regulasi transpor ion, gradien konsentrasi zat tertentu terbentuk di kedua sisi membran;
- transmembran - menyediakan transfer selektif berbagai senyawa antara konten vakuolar dan protoplas.
Faktanya, tonoplaslah yang mengontrol komposisi kimia getah sel vakuola dan penggunaan isinya untuk kebutuhan seluler. Tentu saja, saluran transpor membran tidak bekerja secara mandiri, tetapi terhubung dengan sistem regulasi biokimia protoplas.
