Die Eigenschaften der Mitochondrien

Der menschliche Körper besteht aus Billionen winziger lebender Einheiten, die Zellen genannt werden. Jede Zelle ist für das bloße Auge unsichtbar, dennoch sind sie alle in der Lage, Hunderte von individuellen Funktionen auszuführen – alles, was der Körper zum Überleben und Wachsen braucht. Unter anderem helfen kleine Strukturen, die Mitochondrien genannt werden, dabei, die in Kohlenhydraten gespeicherte Energie in eine Form umzuwandeln, die Zellen verwenden können, um diese vielen Funktionen zu erfüllen.

Mitochondrien sind Mitglieder einer Gruppe von Strukturen innerhalb einer Zelle, die als Organellen bezeichnet werden und durch Phospholipidmembranen vom Rest der Zelle getrennt sind. Darüber hinaus sind Mitochondrien die einzigen Dual-Membran-Organellen. Die gefaltete Innenmembran spielt eine Schlüsselrolle bei der Energiegewinnung. Der Raum zwischen den beiden Membranen wird als Intermembranraum bezeichnet, während der Bereich innerhalb der inneren Membran als Matrix bezeichnet wird.

Zwei weitere einzigartige Merkmale von Mitochondrien sind ein zirkuläres Genom, das vollständig von der linearen DNA im Zellkern getrennt ist, und die Fähigkeit, sich unabhängig von der umgebenden Zelle zu teilen. Während die Kernchromosomen von beiden Eltern gleichermaßen vererbt werden, wird die mitochondriale DNA nur von der Mutter vererbt. Wenn die Zelle mehr Energie benötigt, kann sie ihren Mitochondrien einfach signalisieren, dass sie sich teilen. Mit anderen Worten, Sie würden erwarten, mehr dieser Organellen in energieintensiven Geweben wie dem Herzen und anderen Muskeln zu finden und weniger in einer Hautzelle oder einem Neuron.

Mitochondrien beherbergen mehrere enzymatische Wege – wie die ersten Schritte des Harnstoffzyklus – aber bei weitem der wichtigste ist der Zitronensäure- oder Krebszyklus. Enzyme in diesem Stoffwechselweg können in der mitochondrialen Matrix gefunden werden, und sie arbeiten nacheinander, um Pyruvat aus dem Zytoplasma in Kohlendioxidmoleküle umzuwandeln. Hochenergetische Elektronen werden von der Kohlenstoffkette zur Elektronentransportkette transportiert, einer Gruppe von Proteinkomplexen, die in die innere Membran eingebettet sind. Diese Komplexe verwenden die Elektronen, um Wasserstoffatome in den Intermembranraum zu zwingen; Wenn die Atome zurück in die Matrix diffundieren, wird zelluläre Energie in Form von Adenosintriphosphat oder ATP produziert.

Der Intermembranraum beherbergt eine wichtige Verbindung namens Cytochrom c. Wenn zelluläre Komponenten beschädigt sind oder die Zelle bestimmte Umweltsignale empfängt, geben Mitochondrien Cytochrom C in das Cytoplasma frei. Dieses Ereignis löst einen Strom enzymatischer Aktivität aus, der schließlich zu einem programmierten, geordneten Abbau der gesamten Zelle führt. Dieser Weg wird als Apoptose bezeichnet und ist im Allgemeinen nicht schlecht für den Organismus. Es bietet dem Organismus eine bequeme Möglichkeit, Zellen und Gewebe zu entfernen, die nicht mehr benötigt werden oder zu alt werden und recycelt werden müssen.