Inhalt
- Allgemeine Struktur
- Mitochondrien-Gene und separate Division
- Energieerzeugung und Biomolekülstoffwechsel
- Apoptose
Der menschliche Körper besteht aus Billionen winziger lebender Einheiten, die als Zellen bezeichnet werden. Jede Zelle ist für das bloße Auge unsichtbar, doch alle können Hunderte von Funktionen ausführen - alles, was der Körper zum Überleben und Wachsen benötigt. 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.
Allgemeine Struktur
Mitochondrien gehören zu einer Gruppe von Strukturen in einer Zelle, die Organellen genannt werden und durch Phospholipidmembranen vom Rest der Zelle getrennt sind. Darüber hinaus sind Mitochondrien die einzigen Doppelmembranorganellen. Die gefaltete Innenmembran spielt eine Schlüsselrolle bei der Energieerzeugung. Der Raum zwischen den beiden Membranen wird als Zwischenmembranraum bezeichnet, während der Bereich innerhalb der inneren Membran als Matrix bezeichnet wird.
Mitochondrien-Gene und separate Division
Zwei weitere einzigartige Merkmale der Mitochondrien sind ein kreisförmiges Genom, das vollständig von der linearen DNA im Zellkern getrennt ist, und die Fähigkeit, sich unabhängig von der umgebenden Zelle zu teilen. Während Kernchromosomen von beiden Elternteilen gleichermaßen vererbt werden, wird die mitochondriale DNA nur von der Mutter vererbt. Wenn die Zelle mehr Energie benötigt, kann sie einfach signalisieren, dass sich die Mitochondrien teilen. Mit anderen Worten, es ist zu erwarten, dass sich mehr dieser Organellen in energieintensiven Geweben wie dem Herzen und anderen Muskeln und weniger in einer Hautzelle oder einem Neuron befinden.
Energieerzeugung und Biomolekülstoffwechsel
Mitochondrien beherbergen mehrere enzymatische Wege - wie die ersten Schritte des Harnstoffzyklus -, aber der bei weitem wichtigste ist der Zitronensäure- oder Krebszyklus. Enzyme auf diesem Weg sind in der Mitochondrienmatrix zu finden und wandeln nacheinander Pyruvat aus dem Zytoplasma in Kohlendioxidmoleküle um. Hochenergetische Elektronen werden von der Kohlenstoffkette zur Elektronentransportkette transportiert, einer Gruppe von Proteinkomplexen, die in die innere Membran eingebettet sind. Diese Komplexe benutzen die Elektronen, um Wasserstoffatome in den Zwischenmembranraum zu zwingen; Wenn die Atome zurück in die Matrix diffundieren, wird zelluläre Energie in Form von Adenosintriphosphat oder ATP erzeugt.
Apoptose
Im Intermembranraum befindet sich eine wichtige Verbindung namens Cytochrom c. Wenn zelluläre Komponenten beschädigt sind oder wenn die Zelle bestimmte Umweltsignale empfängt, setzen Mitochondrien Cytochrom c in das Cytoplasma frei. Dieses Ereignis löst einen Strom enzymatischer Aktivitäten aus, der schließlich zu einem programmierten, ordnungsgemäßen Abbau der gesamten Zelle führt. Dieser Weg wird Apoptose genannt und ist im Allgemeinen keine schlechte Sache 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.