Mitochondrien sind einer der wichtigsten Bestandteile jeder Zelle. Sie werden auch Chondriosomen genannt. Dies sind körnige oder fadenförmige Organellen, die ein wesentlicher Bestandteil des Zytoplasmas von Pflanzen und Tieren sind. Sie sind die Produzenten von ATP-Molekülen, die für viele Prozesse in der Zelle so notwendig sind.
Was sind Mitochondrien?
Mitochondrien sind die Energiebasis der Zellen, ihre Aktivität beruht auf der Oxidation organischer Verbindungen und der Nutzung der beim Abbau von ATP-Molekülen freigesetzten Energie. Biologen nennen es in einfacher Sprache eine Station zur Energiegewinnung für Zellen.
1850 wurden Mitochondrien als Granula in Muskeln identifiziert. Ihre Zahl variiert je nach Wachstumsbedingungen: Sie reichern sich vermehrt in den Zellen an, in denen ein großer Sauerstoffmangel herrscht. Dies geschieht am häufigsten bei körperlicher Anstrengung. In solchen Geweben herrscht akuter Energiemangel, der von den Mitochondrien wieder aufgefüllt wird.
Das Auftreten des Begriffs und seine Stellung in der Theorie der Symbiogenese
1897 führte Bend erstmals das Konzept des "Mitochondriums" ein, um die körnige und fadenförmige Struktur im Zytoplasma von Zellen zu bezeichnen. In Form und Größe siesind vielfältig: Die Dicke beträgt 0,6 Mikrometer, die Länge 1 bis 11 Mikrometer. In seltenen Fällen können Mitochondrien groß und verzweigt sein.
Die Theorie der Symbiogenese gibt eine klare Vorstellung davon, was Mitochondrien sind und wie sie in Zellen erscheinen. Es besagt, dass das Chondriosom im Prozess der Beschädigung durch Bakterienzellen, Prokaryoten, entstanden ist. Da sie Sauerstoff nicht selbstständig zur Energiegewinnung nutzen konnten, verhinderte dies ihre volle Entwicklung und Nachkommen konnten sich ungehindert entwickeln. Die Verbindung zwischen ihnen ermöglichte es im Laufe der Evolution, dass die Vorfahren ihre Gene an die heutigen Eukaryoten weitergeben konnten. Dank dieses Fortschritts sind Mitochondrien keine eigenständigen Organismen mehr. Ihr Genpool kann nicht vollständig realisiert werden, da er teilweise durch Enzyme blockiert wird, die in jeder Zelle vorhanden sind.
Wo wohnen sie?
Mitochondrien sind in den Bereichen des Zytoplasmas konzentriert, in denen ATP benötigt wird. Im Muskelgewebe des Herzens befinden sie sich beispielsweise in der Nähe der Myofibrillen, und in Spermatozoen bilden sie eine schützende Verkleidung um die Achse des Tourniquets. Dort erzeugen sie viel Energie, damit sich der "Schwanz" dreht. So bewegt sich das Spermium zum Ei.
In Zellen werden neue Mitochondrien durch einfache Teilung früherer Organellen gebildet. Dabei bleiben alle Erbinformationen erh alten.
Mitochondrien: wie sie aussehen
Die Form der Mitochondrien ähnelt einem Zylinder. Sie kommen häufig in Eukaryoten vor und nehmen 10 bis 21 % des Zellvolumens ein. Ihre Größen undDie Formen unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht und können sich je nach Bedingungen ändern, aber die Breite ist konstant: 0,5-1 Mikrometer. Die Bewegungen von Chondriosomen hängen von den Stellen in der Zelle ab, an denen der schnelle Energieaufwand stattfindet. Bewegen Sie sich durch das Zytoplasma und nutzen Sie die Strukturen des Zytoskeletts, um sich zu bewegen.
Ersetzen Mitochondrien unterschiedlicher Größe, die getrennt voneinander arbeiten und bestimmte Bereiche des Zytoplasmas mit Energie versorgen, sind lange und verzweigte Mitochondrien. Sie sind in der Lage, weit voneinander entfernte Zellbereiche mit Energie zu versorgen. Eine solche gemeinsame Arbeit von Chondriosomen wird nicht nur bei einzelligen Organismen, sondern auch bei mehrzelligen Organismen beobachtet. Die komplexeste Struktur von Chondriosomen kommt in Skelettmuskeln von Säugetieren vor, wo die größten verzweigten Chondriosomen über intermitochondriale Verbindungen (IMCs) miteinander verbunden sind.
Das sind schmale Lücken zwischen benachbarten Mitochondrienmembranen. Dieser Raum hat eine hohe Elektronendichte. MMK kommen häufiger in Herzmuskelzellen vor, wo sie sich mit funktionierenden Chondriosomen verbinden.
Um das Problem besser zu verstehen, müssen Sie kurz die Bedeutung der Mitochondrien, die Struktur und Funktionen dieser erstaunlichen Organellen beschreiben.
Wie werden sie hergestellt?
Um zu verstehen, was Mitochondrien sind, muss man ihre Struktur kennen. Diese ungewöhnliche Energiequelle hat die Form einer Kugel, ist aber häufiger länglich. Die beiden Membranen liegen dicht beieinander:
- außen (glatt);
- intern,die Auswüchse in blattförmiger (cristae) und röhrenförmiger (Tubuli) Form bildet.
Wenn Sie die Größe und Form der Mitochondrien nicht berücksichtigen, haben sie die gleiche Struktur und Funktion. Das Chondriosom wird von zwei 6 nm großen Membranen begrenzt. Die äußere Membran der Mitochondrien ähnelt einem Behälter, der sie vor dem Hyaloplasma schützt. Die innere Membran ist von der äußeren durch einen 11–19 nm breiten Abschnitt getrennt. Ein charakteristisches Merkmal der inneren Membran ist ihre Fähigkeit, in Form von abgeflachten Graten in die Mitochondrien hineinzuragen.
Der innere Hohlraum der Mitochondrien ist mit einer Matrix gefüllt, die eine feinkörnige Struktur hat, in der sich manchmal Fäden und Körner (15-20 nm) befinden. Die Fäden der Matrix erzeugen Organellen-DNA-Moleküle und kleine Körnchen erzeugen mitochondriale Ribosomen.
ATP-Synthese in der ersten Stufe findet im Hyaloplasma statt. In diesem Stadium findet eine anfängliche Oxidation von Substraten oder Glucose zu Brenztraubensäure statt. Diese Verfahren finden ohne Sauerstoff statt – anaerobe Oxidation. Die nächste Stufe der Energieerzeugung ist die aerobe Oxidation und der Abbau von ATP, dieser Prozess findet in den Mitochondrien der Zellen statt.
Was machen Mitochondrien?
Die Hauptfunktionen dieser Organelle sind:
- Energieproduktion für Zellen;
-
Speicherung von Erbinformationen in Form der eigenen DNA.
geschieht in den Mitochondrien
Das Vorhandensein der eigenen Desoxyribonukleinsäure in den Mitochondrien bestätigt einmal mehr die symbiotische Theorie des Auftretens dieserOrganellen. Außerdem sind sie neben der Hauptarbeit an der Synthese von Hormonen und Aminosäuren beteiligt.
Mitochondriale Pathologie
Mutationen im Erbgut der Mitochondrien führen zu deprimierenden Folgen. Der Träger der menschlichen Erbinformation ist die DNA, die von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben wird, und das mitochondriale Genom wird nur von der Mutter weitergegeben. Diese Tatsache ist sehr einfach erklärt: Kinder erh alten Zytoplasma mit darin eingeschlossenen Chondriosomen zusammen mit einer weiblichen Eizelle, sie fehlen in Spermatozoen. Frauen mit dieser Störung können eine mitochondriale Erkrankung an ihre Nachkommen weitergeben, ein kranker Mann jedoch nicht.
Unter normalen Bedingungen haben Chondriosomen dieselbe DNA-Kopie - Homoplasmie. Im mitochondrialen Genom können Mutationen auftreten, durch die Koexistenz von gesunden und mutierten Zellen kommt es zu Heteroplasmie.
Dank der modernen Medizin wurden bis heute mehr als 200 Krankheiten identifiziert, deren Ursache eine mitochondriale DNA-Mutation war. Nicht in allen Fällen, aber mitochondriale Erkrankungen sprechen gut auf therapeutische Erh altung und Behandlung an.
Also haben wir die Frage herausgefunden, was Mitochondrien sind. Wie alle anderen Organellen sind sie sehr wichtig für die Zelle. Sie sind indirekt an allen Prozessen beteiligt, die Energie benötigen.
