V2 Mitochondrien Flashcards
wie gewinnt Mitochondrien ATP am effektivsten ?
Glucoseverwertung durch Pyruvatoxidation (15x mehr ATP) als beim anaeroben Glycolyse
worauf basiert sich die Anzahl der Mitochondrien?
auf physiologische Aktivität, z.B. in Leberzellen (1000- 2000)
Mitochondrien Struktur
1) längliche Zylinder (D: 0,5-1 micrometer)
2) häufig assoziiert mit Microtubuli
3) oft an Orten mit hohem Energieverbrauch (Herzmuskel: zwischen den Myofibrillen)
4) sehr hohe Plastizität
Mitochondrien Aufbau
1) äußere Membran
2) innere Membran
3) Matrix
4) Membranzwischenraum
5) Cristae, Tubuli
6) Ribosomen/ DNA
äußere Membran Funktion
1) 6% der Mitochondrienproteine
2) kanal-bildendes Protein (Porin)
3) < 5kDa durchlässig
4) Enzyme für Lipidbiosynthese
innere Plasmamembran Funktion
1) 21% der Mitochondrienproteine
2) sehr undurchlässig (Ionen)
3) Proteine für 3 Aufgabenbereiche:
1) Oxidationsreaktionen der Elektronentranpsortkette
2) ATP-Herstellung in der Matrix durch ATP-Synthase
3) Transitverkehr von Metaboliten in die Matrix und heraus (Transporter)
Matrix Funktion
1) 67% der Mitochondrienproteine
2) hochkonzentrierte Mischung aus Enzymen
1) Citratzyklus, Oxidation von Pryuvat und Fettsäuren
2) spezielle mitochondriale Ribosomen und tRNA
3) Enyme für die Expression mitochondrialer Gene
Membranzwischenraum Funktion
1) 6% der Mitochondrienproteine
2) Enzyme zur Phosphorylierung anderer Nucleotide unter Verbrauch von ATP
wie vermehren sich Mitochondrien?
Mitochondrien vermehren sich bzw. entstehen durch Teilung oder durch Abbau und Fusion zu größere Mitochondrien.
warum ist die DNA im Mitochondrien unverzichtbar? wie viel % des Gesamtgenoms liegt da? Form?
die ringförmiges-Mitochondrien-Genom (0,001% des Gesamtgenom) ist unverzichtbar, da es Mitochondrien-Proteine produziert, die nicht im Zellkern-DNA produziert werden können. Jedoch ist der überwiegende Teil mitochondrialer Proteine im Zellkern codiert, außerhalb der Zellkern synthetisiert und dann ins Mitochondrium importiert.
Endosymbionten-hypothese erklären bzw. Antwort auf die Fragen: warum haben Mitochondrien sein eigenes DNA? und doppelter Membran?
früher gab es kein Sauerstoff in der Atmosphäre, deswegen waren die prokaryotische Zellen anaerob. aber nach Anreicherung der Sauerstoff in Atmosphäre, entwickelten sich aerober Prokaryot und anaerobe, eukaryotische Zellen ( ohne Mitochondrien), was sie viel präziser macht, Replikation und Vermehrung war korrekter geworden und viel weniger Mutationen tauchten auf als bei Prokaryoten. Prokaryoten hatten wenig Kontrollprinzipien und mutierten oft, was entweder eine evolutionäre Vorteil oder nur Nachteil ist. Daraus behauptete man dass, die Fähigkeit der Pryuvatoxidation zuerst bei Prokaryoten entstand. Dann gab es Endosymbiose: eine anaerobe Eukaryote hat einen kleinen Prokaryote phagozytiert (verschlingt). Jetzt hat diese Zelle DNA im Zellkern und die Fähigkeit Glykolyse viel effektiver zu treiben. Aus dem phagozytierte Prokaryot hat sich das Mitochondrien entwickelt (als Reste) und mit der Zeit entweder verschwand die Gene der Mitochondrien oder wandert zur Zellkern, weil hauptsächlich die eukaryote viel gesteuert hat.
Genomvergleich (Endosymbionten-hypothese)
1) Mitochondrien- Purpurbakterium
2) Chloroplast- Cyanobakterium
3-4 Beweise der Endosymbionten- hypothese
1) Proteinbiosynthese in Mitochondrien ähnelt stark der bakteriellen Proteinbiosynthese (z.B. Start mit Formyl-Methionin)
2) viele Kerngene, die für mitochondriale Proteine codieren, ähneln stark bakteriellen Genen
3) dichte Genpackung (kaum kontroll-DNA-Sequenzen)
4) gelockerte Codon- Nutzung (Cytosol: mehr als 30 tRNA, Mitochodrium: 22 tRNA)
warum ist die Mitochondriale Gene nicht über einen Mendelschen Mechanismus vererbt? wie?
Mitochondriale Gene werden ausschließlich maternal vererbt (über die Mutter).
Ei zelle enthält Mitochondrien aber Spermium nicht, es hat eine Ladung ATP für die Flagellenbewegung, die entweder eine Eizelle findet oder nicht, und ggf. nutzt ihre Mitochondrien.
wer ist derzeit der Rekordhalter des Minigenoms?
Casonella ruddii mit 182 Gene, lebt als Endosymbiont im Blattfloh.
