Die Mitochondrien

Geschichte:

• Mitte 19. Jh. Filamente im Zytoplasma durch Flemming und Kölliker beschrieben

• 1897 Begriff "Mitochondrien" durch Benda
   

Definition:

Sind lang gestreckte Zellbestandteile im Größenbereich von Bakterienzellen und neben dem Zellkern eine der konstantesten Zellstrukturen. Sie dienen vorwiegend der Energiegewinnung durch Zellatmung (Endoxidation)
 

Aufbau:

• mittleren Durchmesser von 0.5-1µm und mittlere Länge von etwa 1 bis 5µm, sind daher lichtmikroskopisch erkennbar

• Kugel,- stab,- oder fadenförmig, auch verzweigt

• M. werden von 2 Membranen begrenzt: die Außen - und Innenmembran

• diese sind durch das Elektronenmikroskop sichtbar
   

Äußere Membran

• grenzt das Organell vom Cytoplasma hin ab

• ca. 7 nm dick, glatt

• enthält reichlich Cholesterol und Phospholipide

• reicht an weitporigen Tunnelproteinen, Porinen

• deshalb für viele Stoffe permeabel (durchlässig)
   

Innere Membran

• sendet schlauchförmige (Tubuli), blattförmige (Christae) oder sackförmige (Sacculi) Einstülpungen in den Innenraum (Matrix)

• Fläche der inneren Membran durch zahlreiche Einstülpungen vergrößert und von kleinen Körperchen besetzt

• Diese Elementarpartikel (Durchmesser der Köpfchen 9 nm) bestehen aus Proteinen, Lipiden, Phospholipiden und enthalten Enzyme der Atmungskette

• sind an der Phosphorylierung beteiligt

• enthält kein Cholesterin, sondern Cardiolipin, das in Bakterienzellen vorkommt

• ist nahezu impermeabel

• durch Doppelmembran wird eine doppelte Kompartimentierung geschaffen: 1. das nicht-plasmatische Kompartiment zwischen den beiden Membranen und 2. das Plasmatische Kompartiment innerhalb der inneren Membran, die Matrix

• Matrix hauptsächlich aus Proteinen und Lipiden, auch Ribosomen (70S)

• weisen auch deine DNS- Stränge auf

• damit besitzen sie ein eigenes System der RNS- und Proteinsynthese

• elektronendichte Granula in der Matrix bestehen aus Calcium-, Magnesium- und Phosphationen

• diese Ionen werden aktiv aufgenommen
   

Funktionen

• Mitochondrien werden als "Kraftwerke" der Zelle bezeichnet, da sie die gebundene Energie der Nahrung in eine für die Zelle verwertbare Form, dem ATP, umwandeln können

• Diese Energieumwandlung läuft stets unter Sauerstoffverbrauch ab

• Mitochondrien enthalten Enzyme für den oxidativen Abbau von Fettsäuren und die Enzyme des Citratzyklus, in den der Abbau der Kohlenhydrate, Fette und Proteine mündetet und indem stufenweise unter ATP Gewinn Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid gebildet werden

• In der inneren Membran befinden sich die Enzyme der Atmungskette, die bewirken, dass in mehreren kleinen Reaktionsschritten die Vereinigung von Wasserstoff und Sauerstoff stattfinden

• Dabei wird die große Energie des Gesamtvorganges in kleinen Portionen als Wärme frei zum Teil jedoch in der energiereiche Verbindung des ATP aufgefangen

Bereitgestellt von Thomas Gyöngyösi (10/2001)