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Mitochondrien

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Mitochondrien

Mitochondrien sind für Eukaryoten von großer Bedeutung als Zellorganell und werden aus diesem Grund in der Zellbiologie genauer untersucht. In diesem Beitrag erfährst du, wie Mitochondrien aufgebaut sind und welche Funktionen sie in der Zelle haben.

Aufbau der Mitochondrien

Mitochondrion Mitochondrium Aufbau StudySmarterAbbildung 1: Mitochondrium

Mitochondrien werden, genau wie der Zellkern (oder Nukleus), von einer Doppelmembran begrenzt. Die innere dieser beiden Membranen besitzt eine vergrößerte Oberfläche, da sie viele kleine und große Einstülpungen in den Innenraum, die Matrix, bildet. Diese Einstülpungen werden auch Christae oder Tubuli genannt.

In der Matrix befinden sich sowohl Ribosomen als auch DNA-Fragmente in Ringform. Mitochondrien besitzen dabei ihre eigene spezielle DNA-Art, die mtDNA. Zwischen den beiden Membranen befindet sich ebenfalls eine Art Raum, der bis in die Einstülpungen der inneren Membran reicht. Dieser Raum wird Intermembranraum genannt.

Mitochondrien haben eine variable Form und Größe, die von der jeweiligen Zellart abhängt und befinden sich im Cytoplasma der Zelle. Allgemein kommen mehr Mitochondrien in Zellen vor, die einen hohen Energieaufwand besitzen, beispielsweise Muskelzellen oder Nervenzellen.

Funktionen der Mitochondrien

Mitochondrien kommen nur in eukaryotischen Zellen vor. Ihnen wird häufig nachgesagt, dass sie die Kraftwerke der Zelle sind. Ihre Aufgabe ist es, Energie für die Zelle verfügbar zu machen, welche dann Stoffwechselprozesse und Wachstum in der Zelle ermöglicht. Dies geschieht, indem in den Mitochondrien die sogenannte Zellatmung stattfindet.

Zellatmung in Mitochondrien

Bei der Zellatmung handelt es sich um einen Stoffwechselvorgang, bei dem in Glukose und anderen organischen Substanzen gespeicherte Energie durch das Aufbrechen der chemischen Verbindung gewonnen wird. Dies geschieht in einem Mitochondrium, indem die Glukose mit Sauerstoff reagiert (aerob, Oxidation) und dabei Kohlenstoffdioxid und Wasser freisetzt. Bei diesem Vorgang wird außerdem ATP gewonnen, welches dann für andere, unter Energieverbrauch stattfindende Prozesse zur Verfügung steht.

Die Zellatmung findet in Eukaryoten immer mit Sauerstoff als Oxidationsmittel statt, wohingegen manche Prokaryoten auch andere Oxidationsmittel verwenden. Die aus mehreren Teilschritten bestehende Zellteilung findet an unterschiedlichen Stellen des Mitochondriums statt. Der Citratzyklus findet im Matrixraum statt, wohingegen die Atmungskette an der Oberfläche der Innenmembran abläuft.

Eigenständigkeit der Mitochondrien

Mitochondrien sind in ihren Aktivitäten eingeschränkt eigenständig. Sie vermehren sich, indem sie sich teilen und können durch die Anwesenheit von Ribosomen und mtDNA selbstständig Proteinbiosynthese betreiben. Dies hilft ihnen dabei, unabhängig von Prozessen, die außerhalb ihrer Doppelmembran stattfinden, der Zelle Energie zur Verfügung zu stellen.

Weitere Funktionen

In Mitochondrien befinden sich neben den Enzymen für die Zellatmung auch andere Enzyme, die z.B. für den Abbau von Fettsäuren entscheidend sind. Generell ermöglichen Mitochondrien durch ihren Bau verschiedene Räume für chemisch unterschiedliche Stoffwechselprozesse und dienen beispielsweise als temporäres Speicherorgan für Calcium.

Mitochondrien - Das Wichtigste auf einen Blick

  • Mitochondrien besitzen eine nach innen Falten bildende Doppelmembran. Im Innenraum, der Matrix, und an der Innenmembran findet die Zellatmung statt, welche Energie in Form von ATP für die Zelle verfügbar macht.
  • Aus diesem Grund sind Mitochondrien die Kraftwerke der Zelle.
  • Mitochondrien sind außerdem gewissermaßen autonom und vermehren sich durch Teilung.

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