Vakuola adalah organel kecil yang terdapat pada sel tumbuhan dan jamur. Mereka adalah vesikel kecil dengan berbagai fungsi, yang utama adalah penyimpanan zat seperti air, enzim, gula, garam dan protein. Organel ini dapat hadir dalam sel prokariotik dan eukariotik.
Vakuola mengelompok dalam jumlah besar ketika sel tumbuhan belum matang. Saat tumbuh, ini akan menyatu untuk membentuk vakuola besar yang dapat menempati hingga 90% dari volume sel.
Apa itu vakuola?
Ini adalah organel seluler yang ada di semua sel tumbuhan. Mereka adalah kompartemen tertutup atau dibatasi oleh membran plasma dan mengandung cairan dan padatan yang berbeda. Itu tidak memiliki bentuk yang pasti dan strukturnya bervariasi sesuai dengan kebutuhan sel.
Istilah vakuola berasal dari bahasa Latin “vacuum”, yang berarti vakum. Istilah ini pertama kali muncul berkat ahli biologi dan botani Prancis Félix Dujardin, di Prancis, pada abad ke-18.
Fungsi Vakuola
Vakuola bertanggung jawab untuk sejumlah fungsi:
1- Mengatur sifat osmotik sel
Vakuola mengatur perjalanan air dan zat lain di dalam sel. Mereka mempertahankan yang mereka anggap berbahaya dan memetabolisme yang mereka anggap sesuai untuk sel.
2- Mereka menyimpan zat
Mereka menyimpan zat penting yang berbeda untuk sel seperti air, ion, mineral, makanan, nutrisi, pigmen, enzim dan bakteri menguntungkan.
Mereka juga menyimpan limbah dan mengisolasi bahan berbahaya.
3- Mengatur turgor sel
Turgor adalah fenomena yang terjadi pada sel ketika mereka membengkak karena tekanan cairan internal. Fenomena ini meningkatkan tekanan pada dinding sel. Untuk menguranginya, vakuola melepaskan tekanan dengan mengeluarkan air, mempertahankan kekakuan yang tepat untuk sel dan tanaman.
4- Mengatur pH
Vakuola memiliki kemampuan untuk menyerap keasaman dari sitoplasma sel.
5- Mereka mengeluarkan limbah dari sel
Sel menggunakan vakuola untuk menghilangkan molekul yang tidak dibutuhkannya. Untuk melakukan ini, vakuola menyerap elemen ini dan memindahkannya ke dinding sel. Sesampai di sana, vakuola menyatu dengan dinding sel, membukanya dan mengeluarkan limbah. Setelah selesai, vakuola menutup dan memisahkan dari dinding sel.
6- Degradasi molekul
Lingkungan asam di dalam vakuola dan enzimnya menurunkan molekul yang dikirim ke dalam.
7- Detoksifikasi sel
Mereka melindungi sitosol dari zat beracun seperti logam berat dan herbisida.
8- Perlindungan
Beberapa vakuola menyimpan dan melepaskan bahan kimia beracun atau berasa buruk untuk menjauhkan pemangsa.
9- Untuk perkecambahan biji
Mereka adalah sumber nutrisi utama yang dibutuhkan benih untuk perkecambahannya. Vakuola menyimpan karbohidrat, protein, dan lipid yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman baru.
10- Autolisis
Vakuola diperlukan untuk kematian sel terprogram atau autolisis. Dalam proses ini strain dihancurkan oleh enzimnya sendiri.
Toneplast yang mengelilingi vakuola pecah, melepaskan semua zat yang disimpannya, dengan cara ini enzim vakuola akan menurunkan sel.
11- Autofagi
Dalam proses ini, bagian dari sitoplasma sel diserap oleh vakuola untuk penguraiannya.
12- Biogenesis
Mereka campur tangan dalam kelahiran makhluk hidup lain dari makhluk hidup.
Fungsi Vakuola Pada Hewan
Seperti yang telah disebutkan di atas jika vakuola ini tidak bisa ditemukan di semua jenis hewan sehingga hanya hewan tertentu saja yang memiliki vakuola. Salah satu jenis hewan yang memiliki vakuola adalah protozoa yang merupakan golongan uniseluler rendah. Karena memang vakuola hanya bisa ditemukan di dalam golongan hewan uniseluler rendah.
Organel vakuola yang terdapat pada hewan dibagi menjadi dua bagian yang meliputi vakuola untuk gerakan atau denyutan dan vakuola untuk makanan, jenis vakuola gerakan atau denyut ini memiliki peran dan tugas sebagai pengumpul dan mengeluarkan zat sisa metabolisme ke dalam bentuk cairan.
Cairan tersebut dapat mengendalikan kadar garam mau pun kadar air yang terdapat di dalam tubuh, sedangkan fungsi vakuola makanan adalah sebagai tempat untuk menyimpan cadangan mamakan dan bertugas untuk mengolah makanan untuk kemudian disebarkan ke seluruh bagian sel.
Protozoa adalah salah satu contoh hewan yang mempunyai vakuola akan tetapi jenis jamur yang mempunyai vakuola sebagai fungsi homeostatis yang adalah sebuah proses yang dapat mengontrol osmoregulasi, PH, sel dan juga tempat untuk menyimpan asam amino dan lainnya.
Vakuola yang terdapat pada jamur jumlahnya lebih besar jika dibandingkan dengan hewan yang lainnya.
Fungsi Vakuola Pada Tumbuhan
Jika pada hewan vakuola hanya ditemukan pada beberapa jenis saja namun pada tumbuhan vakuola ini bisa ditemukan pada setiap tumbuhan dan memiliki fungsi untuk menunjang kehidupan tumbuhan itu sendiri.
Ukuran vakuola tergantung pada umur tumbuhan itu sendiri karena semakin tua umur tumbuhan maka semakin besar juga ukuran vakuola yang dimiliki oleh tumbuhan tersebut dan begitu pula sebaliknya ukuran vakuola akan lebih kecil pada tumbuhan yang masih muda.
Fungsi organel sel ini adalah sebagai wadah penumpukan sisa metabolisme yang ada di dalam tubuh contohnya seperti getah yang dijadikan sebagai wadah untuk menyimpan makanan yang merupakan garam mineral dan sukrosa.
Vakuola juga menghubungkan sitoplasma dengan dinding sel guna membantu proses masuk keluarnya zat yang terdapat di dalam tubuhan agar dapat berjalan dengan lancar.
Vakuola juga memiliki tugas untuk menjadi tempat penguatan sel sel yang masih muda.
Dalam sel tumbuhan vakuola menempati, dalam banyak kasus, lebih dari 90% dari total volume sitosol, sehingga mereka adalah organel yang terkait erat dengan morfologi sel. Vakuola berkontribusi pada ekspansi sel dan pertumbuhan organ dan jaringan tanaman.
Karena sel-sel tumbuhan kekurangan lisosom, vakuola memiliki fungsi hidrolitik yang sangat mirip, karena mereka berfungsi dalam degradasi senyawa ekstra dan intraseluler yang berbeda.
Vakuola tumbuhan memiliki fungsi utama dalam pengangkutan dan penyimpanan zat-zat seperti asam organik, glukosida, konjugat glutathione, alkaloid, antosianin, gula (konsentrasi tinggi mono, di dan oligosakarida), ion, asam amino, metabolit sekunder, dll.
Vakuola tumbuhan juga berpartisipasi dalam penyerapan senyawa beracun dan logam berat seperti kadmium dan arsenik. Pada beberapa spesies, organel ini juga memiliki enzim nuklease, yang berfungsi untuk mempertahankan sel terhadap patogen.
Vakuola tumbuhan dianggap oleh banyak penulis dapat diklasifikasikan sebagai vakuola vegetatif (litik) atau vakuola penyimpanan protein. Dalam biji, vakuola penyimpanan adalah yang mendominasi, sedangkan di seluruh jaringan vakuola adalah litik atau vegetatif.
Fungsi vakuola pada protozoa
Vakuola kontraktil dari protozoa mencegah lisis sel karena efek osmotik (terkait dengan konsentrasi zat terlarut intraseluler dan ekstraseluler) dengan secara berkala menghilangkan kelebihan air di dalam sel ketika mereka mencapai ukuran kritis (akan meledak) ; yaitu, mereka adalah organel osmoregulasi.
Fungsi vakuola pada ragi
Vakuola ragi sangat penting untuk proses autofagi, yaitu, daur ulang atau penghapusan senyawa limbah seluler, serta protein menyimpang dan jenis molekul lainnya (yang diberi label untuk “Pengiriman” di vakuola).
Ia bekerja dalam pemeliharaan pH sel dan dalam penyimpanan zat-zat seperti ion (sangat penting untuk homeostasis kalsium), fosfat dan polifosfat, asam amino, dll. Vakuola ragi juga berpartisipasi dalam “pexophagy,” yang merupakan proses degradasi seluruh organel.
Ciri-ciri Vakuola
Di antara karakteristik vakuola yang paling relevan yang kami miliki:
- Mereka terutama terbuat dari air dan asam amino. Cairan di dalamnya termasuk enzim, garam mineral (kalium, natrium), gula, oksigen, karbon dioksida dan beberapa pigmen yang bertanggung jawab untuk pewarnaan daun dan bunga.
- Mereka dikelilingi oleh lapisan lipid, yang membuat air asin keluar dari sitoplasma.
- Mereka terbentuk ketika vesikel yang dilepaskan oleh aparatus Golgi dan retikulum endoplasma menyatu untuk membentuk organel tunggal.
- Mereka terutama ditemukan di sel tumbuhan dan jamur. Namun, mereka dapat ditemukan di beberapa sel hewan, bakteri, dan protista.
- Mereka tidak memiliki ukuran atau bentuk tertentu, karakteristik ini akan tergantung pada kebutuhan sel.
- Ini menempati 90% dari volume sel dan dapat menempati hingga 95% ketika mengembang dengan menyerap air.
- Mereka mirip dengan lisosom sel hewan, karena keduanya bertindak sebagai kantung yang berisi enzim pencernaan.
- Mereka menangkap dan menyimpan air yang memungkinkan pertumbuhan tanaman.
Biogenesis vakuola
Banyak bukti eksperimental menunjukkan bahwa vakuola sel eukariotik berasal dari jalur internal biosintesis dan endositosis. Protein yang dimasukkan ke dalam membran vakuolar, misalnya, berasal dari jalur sekretori awal, yang terjadi di kompartemen yang sesuai dengan retikulum endoplasma dan kompleks Golgi.
Selanjutnya, selama proses pembentukan vakuola, peristiwa endositosis zat dari membran plasma, peristiwa autophagy dan peristiwa transportasi langsung dari sitosol ke lumen vakuolar terjadi.
Setelah pembentukannya, semua protein dan molekul yang ditemukan di dalam vakuola tiba di sana terutama berkat sistem transportasi yang terkait dengan retikulum endoplasma dan kompleks Golgi, di mana fusi vesikel pengangkut dengan membran vakuolar.
Demikian juga, protein transpor yang terletak di membran vakuola berpartisipasi aktif dalam pertukaran zat antara komposemen sitosol dan vakuola.
Jenis vakuola
Ada struktur lain yang juga disebut vakuola, tetapi memiliki fungsi yang berbeda:
- Vakuola berdenyut: Mereka bertanggung jawab untuk mengekstraksi air dari sitoplasma dan mengeluarkannya ke luar. Terlalu banyak air dapat merusak sel.
- Vakuola pencernaan: Mereka adalah mereka yang mencerna zat gizi, setelah dicerna, mereka masuk ke dalam sel dan produk limbah dihilangkan ke luar.
- Vakuola makanan: Mereka terbentuk dari membran sel atau retikulum endoplasma dan fungsinya sepenuhnya nutrisi.