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Mitochondrien
4.5.2021
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Mitochondrien Was ist ein Mitochondrium? Mitochondrien finden sich ausschließlich in den Zellen von Eukaryoten; d.h. bei prokaryotischen Zellen fehlen sie vollständig. Bei Mitochondrien handelt es sich um jene Zellorganellen, welche als Kraftwerke ("Kraftwerke der Zellen") fungieren und somit für die Energieproduktion zuständig sind. Diese besonderen Organellen kommen in den meisten eukaryotischen Zellen vor. Je nach Zelltyp kann ein einzelnes, sehr großes Mitochondrium vorliegen oder bis zu 2000 kleine Mitochondrien. Beim Menschen enthalten die roten Blutkörperchen beispielsweise keinerlei Mitochondrien, wohingegen in den stoffwechselaktiven Leberzellen bis zu 2000 Mitochondrien pro Zelle vorhanden sein können. Ribosomes AFF Granula rebran Außenmembran Aufbau der Mitochondrien Mitochondrien sind etwa 1 µm (Mikrometer) lang. Die Form von Mitochondrien ist variabel, die Zellen bewegen sich im Cytoplasma und können dabei verschiedene Formen annehmen. Genau wie die Chloroplasten und der Zellkern sind Mitochondrien von zwei Zellmembranen umgeben. Durch die zwei Zellmembranen ergeben sich ein Matrixraum im Inneren des Mitochondriums und ein Intermembranraum. Die äußere Mitochondrienmembran ist für den Stoffaustausch und den Schutz des Organells zuständig. In ihr sitzen sogenannte Porine, spezielle Transmembranproteine, durch die Stoffe aufgenommen und abgegeben werden können. Die innere Mitochondrienmembran liegt in Falten, dadurch kommt es zu einer starken Oberflächenvergrößerung. Hier befinden sich die Proteine der Atmungskette. Im Matrixraum liegt die Erbinformation. Mitochondrien haben ihre eigene DNA, die mtDNA. Sie fungieren als autonomes Organell und teilen sich unabhängig...
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vom Zellzyklus der Zelle. Die mitochondriale DNA ist ringförmig und stammt evolutionär gesehen wahrscheinlich von der Einwanderung eines Bakteriums in einen Vorgänger der eukaryotischen Zelle ab. Für diese Theorie spricht auch die Tatsache, dass sich in Mitochondrien 70S-Ribosomen befinden, diese sind typisch für prokaryotische Zellen. In eukaryotischen Zellen finden sich hingegen stets 80S-Ribosomen. Funktion der Mitochondrien Die Hauptaufgabe der Mitochondrien ist die Produktion von Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat); dies geschieht über die Atmungskette. Die Atmungskette besteht aus einer Reihe von Enzymen, welche in der inneren Mitochondrienmembran liegen. Diese Enzyme liegen nebeneinander und bilden eine Kette, über die Elektronen transportiert werden. Dadurch entsteht als Nebeneffekt ein Konzentrationsgefälle von Protonen, welches von der ATP-Synthetase zur Herstellung von ATP genutzt wird. Neben der Energieproduktion stellen die Mitochondrien durch ihre Unterteilung in verschiedene Kompartimente, Raum für den Ablauf von chemischen Auf-und Abbauprozessen, die räumlich getrennt voneinander stattfinden müssen, zur Verfügung. So befinden sich in der Mitochondrienmatrix Enzyme, die für den Zitronensäurezyklus und den Abbau von Fettsäuren wichtig sind. Darüber hinaus dienen die Mitochondrien als Kalziumspeicher. Sie können Kalziumionen für einen bestimmten Zeitraum speichern. Wird Kalzium benötigt, geben die Mitochondrien die aufgenommenen Kalziumionen wieder ab und tragen so zur Aufrechterhaltung der Zelle (Homöostase) bei.