Mitochondrium

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Synonyme: Mitochondrion, Chondriosom
Plural: Mitochondrien
Englisch: mitochondrion

1. Definition [bearbeiten]

Ein Mitochondrium ist ein von einer Doppelmembran umschlossenes Zellorganell, das eukaryotischen Zellen (d.h. Zellen, die einen Zellkern haben) zur Energiegewinnung dient.

2. Morphologie [bearbeiten]

Mitochondrien sind kornförmige, große Zellorganellen. Sie kommen gehäuft in Zellen vor, die einen hohen Energiebedarf haben.

Mitochondrien besitzen eine Doppelmembran. Die äußere Membran grenzt das Mitochondrium nach außen ab und enthält Kanäle für die Durchlässigkeit von Molekülen. Die innere Membran bildet große Einfaltungen, die zisternenförmig das Innere des Mitochondriums ausfüllen. In der Membran der Cristae befindet sich die ATP-Synthetase, ein Transmembranprotein, dessen Funktion die Produktion von ATP ist.

Im inneren Membranraum findet sich die mitochondriale Matrix. In der Matrix findet man die ringförmige DNA des Mitochondriums, Ribosomen und kleine Vesikel. Die Vesikel sind molekulare Maschinen, mit denen die Mitochondrien Teile ihrer Proteine selbst herstellen können.

3. Typen [bearbeiten]

Es sind zwei verschiedene Grundtypen der Mitochondrien bekannt.

• Sacculus-Typ (mit Cristae)
• Tubulus-Typ (in steroidproduzierenden Zellen vorherrschend)

4. Aufgaben [bearbeiten]

In den Mitochondrien laufen die chemischen Reaktionen der Atmungskette ab. Dadurch ist es möglich, aufgenommene Glukose mit einem hohen Effizienzgrad zur Synthese von ATP zu verwenden. ATP wird im Intermembranraum (zwischen den beiden Membranen der Doppelmembran) synthetisiert und kann von dort ins Zytosol der Zelle abgegeben werden.

Weiterhin sind die Mitochondrien an den Reaktionen des Citratzyklus und der Beta-Oxidation beteiligt. Mitochondrien stellen einen intrazellulären Speicher für Kalzium dar und dienen so auch der Homöostase der Zelle.

5. Vermehrung [bearbeiten]

Mitochondrien haben einen ähnlichen Teilungsvorgang wie Bakterien. Es findet eine Querteilung statt, dabei wird die mitochondriale DNA unter den Tochtermitochondrien gleich verteilt. Den Prozess der Bildung neuer Mitochondrien bezeichnet man als mitochondriale Biogenese.

6. Mitochondriales Genom [bearbeiten]

Mitochondrien haben ein eigenes mitochondriales Genom. Dieses Genom macht ca. 1% der menschlichen genetischen Information aus, daher werden Mitochondrien als semiautonom bezeichnet.

Die mitochondriale DNA wird maternal vererbt (Mitochondriale Vererbung). Genetische Defekte können zu sogenannten Mitochondropathien führen. Veränderungen im mitochondrialen Genom werden von Forschern zur Untersuchung von Abstammungslinien benutzt. Ebenso dienen sie der Forschung an verschiedenen ethnischen Gruppen des Menschen. Da die Erbsubstanz sich in der Regel alle 20.000 Jahre verändert, dient sie auch zur Zeitbestimmung von Abstammungslinien.