Vacuolele cu gaz (aerosomii)

Vacuolele cu gaz (aerosomii)

Vacuolele cu gaz sunt structuri refringente cu aspect ovalar, ce se gasesc la bacteriile fotosintetzante imobile din mediile aquatice. Se identifica usor, deoarece dispar dupa exercitarea unei presiuni asupra recipientului in care se afla suspensia celulara.

La nivel ultrastructural s-a evidentiat ca vacuolele cu gaz sunt structuri compuse, adica sunt compartimentate (fig.32). Atat membrana periferica a vacuolei cat si cele de compartimentare au o structura monostratificata ("non unit membrane") si contin numai proteine hidrofobe. Lipsesc lipidele si glucidele.

Vacuola cu gaz are un aspect striat (cu nervuri) si este formata din cel putin doua tipuri de proteine: a)proteina majora (A), foarte hidrofoba si rigida. Rigiditatea este esentiala pentru ca structura veziculei sa reziste la presiunea care se exercita asupra ei. Moleculele proteinei majore sunt aliniate ca benzi paralele si formeaza o structura impermeabila pentru apa; b)proteina minora (C), cu rolul de a consolida structura veziculei gazoase. Benzile proteinei A sunt consolidate de proteina C, care le leaga transversal.

Vacuola cu gaz este liber-permeabila pentru gaze si nu se deformeaza sub presiunea lor. Spatiul plin cu gaz rezulta din modul in care se asambleaza moleculele proteice.

Fig. 32. Sectiune printr-o celula de Microcystis sp. in curs de diviziune. Veziculele gazoase de forma cilindrica sunt orientate trasversal si longitudinal (dupa Walsby, 1994).

Compartimentele vacuolei se umplu rapid cu gaze, provenite din mediul extern, prin difuzie libera. Membrana unistratificata este impermeabila pentru lichide. Daca presiunea ce se exercita pe suprafata vacuolei depaseste presiunea atmosferica (egala cu a gazului din interior), vacuola se sparge si elibereaza continutul.

Semnificatie functionala. Vacuolele cu gaz au rolul unor corpi de flotatie. Cand compartimentele ei sunt pline cu gaz, densitatea celulei scade sub nivelul densitatii apei si astfel celula urca spre straturile superioare. Dupa pierderea continutului gazos, celula devine mai densa si coboara spre straturile mai profunde ale apei. Compartimentarea vacuolei permite eliminarea fractionata a aerului si in consecinta, reglarea pozitiei celulei pe verticala, in functie de conditiile de mediu. Astfel se realizeaza deplasarea celulelor fotosintetizante imobile, ce traiesc in apele stagnante. Cand intensitatea luminii scade, celula urca spre suprafata apei, iar daca intensitatea luminii este prea mare, celula coboara in straturile mai profunde.

Vacuolele cu gaz protejeaza celula fata de efectul nociv al radiatiei UV, deoarece formeaza un ecran ce disperseaza energia luminoasa. Vacuolele regleaza raportul suprafata/volum celular. Ele sunt foarte numeroase la cianobacteriile care cresc cu o rata foarte mare si produc fenomenul de "inflorire" a apelor.