Mitochondrien

Wenn du in der Schule gerade das Thema Zellbiologie oder Stoffwechsel hast, wirst du dich auch mit der Zellatmung beschäftigen. Hierbei spielen die Mitochondrien eine wichtige Rolle.

Aber was sind Mitochondrien überhaupt? Und was machen Mitochondrien?

Vielleicht kennst du schon den Satz „Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle!" Was es damit auf sich hat, erklärt dir simpleclub!

Mitochondrien einfach erklärt

Die Kraftwerke der Zelle kommen in Eukaryoten, also vielen tierischen, aber auch pflanzlichen Zellen vor. Prokaryoten besitzen keine Mitochondrien.

Kraftwerke werden sie genannt, weil sie Energie erzeugen. Diese Energie wird in Form von Adenosintriphosphat (ATP) bereitgestellt.

Je nach Bedarf können Mitochondrien auch stärker arbeiten. Wenn du dich zum Beispiel beim Sport anstrengst, sind die Mitochondrien auch aktiver.

Ihre Form erinnert an eine Bohne. Du erkennst ein Mitochondrium auf Abbildungen an der Doppelmembran, die die Mitochondrien in zwei Räume aufteilt: den Matrixraum und den Intermembranraum.

Es gibt vier wichtige Grundtypen von Mitochondrien: den Cristae-Typ, den Sacculus-Typ, den Prisma-Typ und den Tubulus-Typ.

Du solltest dir außerdem auf jedenfall zu den Mitochondrien merken, dass sie eine eigene DNA, die mitochondriale DNA, besitzen.

Mitochondrien Definition

Mitochondrien Funktion

Mitochondrien als Energielieferanten

Mitochondrien haben mehrere Aufgaben in unserem Körper. Daher kommen sie in allen Zellen, außer in den roten Blutkörperchen, vor.

Die wichtigste Aufgabe ist die Produktion von Energie. Diese wird durch die Mitochondrien in Form von Adenosintriphosphat bereitgestellt. Die Produktion von ATP verläuft zum größten Teil über die Atmungskette. Durch diese wird Energie aus der Nahrung für den Körper nutzbar gemacht. Die Kette besteht aus Enzymen, welche sich in der inneren Mitochondrienmembran befinden.

Der Atmungskette gehen zwei Schritte der Zellatmung voraus:

• die Glykolyse, in welcher Glukose gespalten wird
• und der Citratzyklus.

Bei beiden Schritten wird ebenfalls ATP freigesetzt, jedoch nicht so viel wie bei der Atmungskette.

Das bei dem Prozess entstehende ATP versorgt den gesamten Körper mit Energie. Es handelt sich bei ATP um ein Nukleotid, welches aus einem Zucker und drei Phosphatresten, sowie der Nukleinbase Adenin besteht. Sobald sich ein Phosphatrest von dem ATP abspaltet, entsteht Energie. Übrig bleibt ADP, also wird Adenosintriphosphat zu Adenosindiphosphat. Ist genug Energie bereitgestellt, wird ein Phosphatrest erneut angebunden.

Je nachdem, wie sehr du dich zum Beispiel körperlich oder mental anstrengst, wird auch mehr oder weniger ATP gebraucht. Nerven- und Muskelzellen brauchen zum Beispiel besonders viel ATP. Eine Zelle kann bis zu knapp 2000 Mitochondrien beinhalten.

Mitochondrien als Calciumspeicher

Neben der Bereitstellung von Energie dienen Mitochondrien auch als Calciumspeicher. Calcium wird zum Beispiel benötigt, um die Zelle an sich aufrecht zu erhalten. Wird Calcium benötigt, geben die Mitochondrien etwas davon frei.

Das Calcium wird in der Zelle benötigt. Es wird unter anderem eingesetzt, um Prozesse innerhalb der Zelle zu starten.

Mitochondrien weitere Aufgaben

Eine weitere Aufgabe, die Mitochondrien übernehmen können, ist die Teilhabe an der Vererbung, da sie ihre DNA selbst enthalten. Diese bezeichnet man als mtDNA.

Auch das Bereitstellen von ihren getrennten Räumen für chemische Prozesse, die räumlich getrennt voneinander ablaufen müssen, ist eine der Aufgaben von Mitochondrien.

Mitochondrien Aufbau

Stark vergrößert erinnert die Form der Mitochondrien der Form von Bohnen. Allerdings ist die Form variabel, weil sie sich im Cytoplasma bewegt.

In ihrem meist oval dargestellten Körper gibt es mehrere Leitungen, die ein Netzwerk bilden. Dieses Netzwerk nennt man Cristae. Insgesamt ist eine Mitochondrium nicht größer als 1 µm.

Die inneren Bestandteile der Mitochondrien ist von einer Doppelmembran umgeben. Eine Doppelmembran ist eine Biomembran, welche eine innere und eine äußere Membran beinhaltet. Eine solche Membran zum Beispiel auch Pflanzenzellen.

Während die äußere Membran die Mitochondrien nach außen hin schützt, bildet die innere Membran Falten und lässt somit den Matrixraum entstehen, in welchem sich die eigene DNA und Ribosomen befinden.

Zwischen der äußeren und inneren Membran entsteht der Intermembranraum. Hier werden Stoffe angelagert, die außerhalb der Mitochondrien für einen Stoffaustausch benötigt werden. Dies ist ebenfalls Aufgabe der äußeren Membran. Die für den Stoffaustausch zuständigen Proteine, welche sich an der äußeren Membran befinden, nennt man Porine.

Mitochondrien Arten

Mitochondrien versuchen durch eine möglichst große Oberfläche, also eine möglichst große innere Membran, eine möglichst hohe ATP Produktion zu ermöglichen. Durch ihren verschiedenen Aufbau unterscheiden sich verschiedene Grundtypen von Mitochondrien.

Der häufigste Typ ist der Cristae-Typ. Die Einstülpungen dieses Typs sind kammartig.

Ein weiterer Typ ist der Tubulus-Typ. Er wird auch Tubuli-Typ genannt und hat Einstülpungen, die an Röhren erinnern. Dieser Typ von Mitochondrien wird hauptsächlich für die Produktion von Steroiden gebraucht. Daher ist der Typ zum Beispiel in Hoden zu finden.

Ein ähnlicher Typ zu dem Tubulus-Typ ist der Sacculi-Typ. Bei ihm sind die Einstülpungen ebenfalls schlauchförmig, die Röhren haben aber runde Enden.

Ein weiterer Typ ist der Prisma-Typ. Wie auch das Prisma, welches du vielleicht aus der Physik kennst, haben die inneren Bestandteile des Mitochondriums dieser Art eine dreieckige Form im Schnittprofil. Dieser Typ ist hauptsächlich in Leberzellen zu finden.

Mitochondrien Zusammenfassung

Was du dir auf jeden Fall merken solltest, ist, dass Mitochondrien die Kraftwerke der Zelle sind. Sie kommen in Eukaryoten vor, in Prokaryoten jedoch nicht. Weiterhin sind sie im Körper nicht in roten Blutkörperchen zu finden.

Sie sind für die Produktion von Adenosintriphosphat (ATP) verantwortlich und können je nach Bedarf anders in ihrer Art ausgeprägt sein und auch stärker arbeiten, wenn zum Beispiel bei Sport oder für Nervenzellen viel Energie gebraucht wird.

Es gibt vier wichtige Grundtypen von Mitochondrien: den Cristae-Typ, den Sacculus-Typ, den Prisma-Typ und den Tubulus-Typ.

In ihrem Aufbau erinnert die Form der Mitochondrien an eine Bohne, ist jedoch flexibel. Wichtig ist, dass Mitochondrien durch eine Doppelmembran abgegrenzt ist, durch die sich der Matrixraum und der Intermembranaum bilden.

Die Mitochondrien haben eine eigene DNA, die mtDNA, welche sich im Matrix Raum befindet.

Neben der Produktion von Energie dienen Mitochondrien auch als Calciumspeicher. Das Calcium wird in der Zelle zum Beispiel als Botenstoff benötigt. Es wird unter anderem eingesetzt, um Prozesse innerhalb der Zelle zu starten. Außerdem sind sie an der Vererbung beteiligt oder können ihre Räume für chemische Prozesse bereitstellen.