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Mitochondrien fungieren als die Kraftwerke der Zelle, indem sie durch oxidative Phosphorylierung den universellen Energieträger ATP bereitstellen. Sie zeichnen sich durch eine Doppelmembran, eine eigene ringförmige DNA und eine fast ausschließlich mütterliche Vererbung aus.
Mitochondrien werden oft als die Kraftwerke der Zelle bezeichnet. Ihre primäre Aufgabe ist die Produktion von ATP (Adenosintriphosphat), dem universellen Energieträger, den die Zelle für fast alle Arbeitsprozesse benötigt.
Ein Mitochondrium ist von einer Doppelmembran umgeben. Die äußere Membran ist glatt und durchlässig für kleine Moleküle, während die innere Membran starke Einstülpungen aufweist, um die Oberfläche für chemische Reaktionen zu maximieren. Diese Einstülpungen nennt man je nach Form Cristae (kammartig) oder Tubuli (röhrenförmig).
Der Raum zwischen den beiden Membranen wird als Intermembranraum bezeichnet. Das Innere des Mitochondriums, das von der inneren Membran umschlossen wird, nennt man Matrix. In der Matrix befinden sich wichtige Enzyme für den Stoffwechsel sowie die mitochondriale DNA.
In der inneren Membran findet die Atmungskette statt. Hier wird Sauerstoff verbraucht, um Energie aus Nährstoffen in ATP umzuwandeln. Dieser gesamte Prozess der Energiegewinnung wird als oxidative Phosphorylierung bezeichnet.
Mitochondrien besitzen eine eigene, ringförmige DNA (mtDNA) und eigene Ribosomen. Dies ist ein zentrales Indiz für die Endosymbiontentheorie, welche besagt, dass Mitochondrien ursprünglich eigenständige Prokaryoten (Bakterien) waren, die von einer Vorläuferzelle aufgenommen wurden.
Die Vermehrung der Mitochondrien erfolgt unabhängig vom Zellzyklus durch Teilung. Interessanterweise werden Mitochondrien fast ausschließlich maternal (mütterlicherseits) vererbt, da die Eizelle die Mitochondrien für den Embryo bereitstellt, während die Spermien ihre Mitochondrien meist bei der Befruchtung verlieren.
Die Anzahl der Mitochondrien in einer Zelle hängt stark von deren Energiebedarf ab. So enthalten Herzmuskelzellen oder Skelettmuskelzellen tausende Mitochondrien, während Zellen mit geringem Stoffwechsel nur sehr wenige besitzen.
