Mitochondrien: Energieproduzenten

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Zellen sind die Grundbausteine ​​lebender Organismen. Die zwei Haupttypen von Zellen sind prokaryotische und eukaryotische Zellen . Eukaryotische Zellen sind membrangebunden Organellen die lebenswichtige Zellfunktionen erfüllen. Mitochondrien gelten als die „Kraftwerke“ eukaryotischer Zellen. Was bedeutet es zu sagen, dass Mitochondrien die Energieproduzenten der Zelle sind? Diese Organellen erzeugen Energie, indem sie Energie in Formen umwandeln, die für die nutzbar sind Zelle . Liegt in den Zytoplasma , Mitochondrien sind die Standorte von Zellatmung . Die Zellatmung ist ein Prozess, der aus der Nahrung, die wir zu uns nehmen, letztendlich Treibstoff für die Aktivitäten der Zelle erzeugt. Mitochondrien produzieren die Energie, die für Prozesse wie z Zellteilung , Wachstum u Zelltod .

Mitochondrien haben eine charakteristische längliche oder ovale Form und sind von einer Doppelmembran begrenzt. Die innere Membran wird gefaltet, wodurch Strukturen entstehen, die als bekannt sind Kamm . Mitochondrien kommen in beiden vor Tier- und Pflanzenzellen . Sie sind in allen zu finden Arten von Körperzellen , außer reif rote Blutkörperchen . Die Anzahl der Mitochondrien innerhalb einer Zelle variiert je nach Art und Funktion der Zelle. Wie bereits erwähnt, enthalten rote Blutkörperchen überhaupt keine Mitochondrien. Das Fehlen von Mitochondrien und anderen Organellen in roten Blutkörperchen lässt Platz für die Millionen von Hämoglobinmolekülen, die für den Sauerstofftransport durch den Körper benötigt werden. Muskelzellen hingegen können Tausende von Mitochondrien enthalten, die benötigt werden, um die für die Muskelaktivität erforderliche Energie bereitzustellen. Auch Mitochondrien sind reichlich vorhanden Fettzellen und Leber Zellen.

Mitochondriale DNA

Mitochondrien haben ihre eigenen DNS , Ribosomen und selber machen können Proteine . Mitochondriale DNA (mtDNA) kodiert für Proteine, die daran beteiligt sind Elektronentransport und oxidative Phosphorylierung, die bei der Zellatmung auftreten. Bei der oxidativen Phosphorylierung wird Energie in Form von ATP innerhalb der mitochondrialen Matrix erzeugt. Aus mtDNA synthetisierte Proteine ​​kodieren auch für die Produktion der RNA-Moleküle RNA übertragen und ribosomale RNA.

Mitochondriale DNA unterscheidet sich von DNA, die in der Zelle gefunden wird Kern , dass es nicht über die DNA-Reparaturmechanismen verfügt, die zur Vorbeugung beitragen Mutationen in nuklearer DNA. Infolgedessen hat mtDNA eine viel höhere Mutationsrate als Kern-DNA. Die Exposition gegenüber reaktivem Sauerstoff, der während der oxidativen Phosphorylierung entsteht, schädigt auch die mtDNA.

Anatomie und Reproduktion von Mitochondrien

Mariana Ruiz Villarreal

Mitochondriale Membranen

Mitochondrien sind von einer Doppelmembran umgeben. Jede dieser Membranen ist a Phospholipid Doppelschicht mit eingebetteten Proteinen. Das äußerste Membran ist glatt, während die innere Membran hat viele Falten. Diese Falten werden genannt Kamm . Die Falten steigern die „Produktivität“ der Zellatmung, indem sie die verfügbare Oberfläche vergrößern. Innerhalb der inneren Mitochondrienmembran befinden sich eine Reihe von Proteinkomplexen und Elektronenträgermolekülen, die die bilden Elektronentransportkette (ETC) . Die ETC repräsentiert die dritte Stufe der aeroben Zellatmung und die Stufe, in der die überwiegende Mehrheit der ATP-Moleküle erzeugt wird. ATP ist die Hauptenergiequelle des Körpers und wird von Zellen verwendet, um wichtige Funktionen wie Muskelkontraktion und Zellteilung auszuführen.

Mitochondriale Räume

Die Doppelmembranen teilen das Mitochondrium in zwei unterschiedliche Teile: die Zwischenmembranraum und die Mitochondriale Matrix . Der Intermembranraum ist der schmale Raum zwischen der äußeren Membran und der inneren Membran, während die mitochondriale Matrix der Bereich ist, der vollständig von der innersten Membran umschlossen ist. Das Mitochondriale Matrix enthält mitochondriale DNA (mtDNA), Ribosomen und Enzyme. Einige der Schritte in der Zellatmung, einschließlich der Zitronensäurezyklus und oxidative Phosphorylierung treten in der Matrix aufgrund ihrer hohen Konzentration an Enzymen auf.

Mitochondriale Reproduktion

Mitochondrien sind halbautonom, da sie nur teilweise von der Zelle abhängig sind, um sich zu replizieren und zu wachsen. Sie haben ihre eigene DNA, Ribosomen, stellen ihre eigenen Proteine ​​her und haben eine gewisse Kontrolle über ihre Fortpflanzung. Ähnlich wie Bakterien haben Mitochondrien zirkuläre DNA und replizieren sich durch einen Fortpflanzungsprozess, der als binäre Spaltung bezeichnet wird. Vor der Replikation verschmelzen die Mitochondrien in einem Prozess namens Fusion. Die Fusion ist erforderlich, um die Stabilität aufrechtzuerhalten, da die Mitochondrien ohne sie bei der Teilung kleiner werden. Diese kleineren Mitochondrien sind nicht in der Lage, ausreichende Energiemengen zu produzieren, die für eine ordnungsgemäße Zellfunktion benötigt werden.

Reise in die Zelle

Andere wichtige eukaryotische Zellorganellen sind:

• Nucleus - beherbergt DNA und steuert das Zellwachstum und die Reproduktion.
• Ribosomen - Hilfe bei der Produktion von Proteinen.
• Endoplasmatisches Retikulum - synthetisiert Kohlenhydrate und Lipide.
• Golgi-Komplex - produziert, lagert und exportiert Zellmoleküle.
• Lysosomen - zelluläre Makromoleküle verdauen.
• Peroxisomen - Alkohol entgiften, Gallensäure bilden und Fette abbauen.
• Zytoskelett - Netzwerk von Fasern, die die Zelle stützen.
• Zilien und Flagellen - Zellanhänge, die bei der Fortbewegung der Zellen helfen.

Quellen

• Encyclopædia Britannica Online, s. v. 'mitochondrion', abgerufen am 07. Dezember 2015, http://www.britannica.com/science/mitochondrion.
• Cooper GM. Die Zelle: Ein molekularer Ansatz. 2. Auflage. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000. Mitochondrien. Verfügbar unter: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9896/.