Was ist eine Mitochondrienmembran?
Für Definitionszwecke kann der Begriff Mitochondrienmembran entweder die innere oder die äußere Membran einer Mitochondrienzelle bedeuten, abhängig vom Kontext, in dem der Begriff verwendet wird. Als solche werden die mit Mitochondrien assoziierten Membranen entweder als die innere Mitochondrienmembran oder die äußere Mitochondrienmembran identifiziert. Die äußere Membran eines Mitochondriums ist glatt und umgibt die gesamte Organelle. Im Vergleich dazu bildet die innere Mitochondrienmembran die Cristae, einen verdrehten Drehweg, der den Falten eines Gehirns ähnelt.
Um die Mitochondrienmembranen vollständig zu verstehen, müssen zunächst die Eukaryoten und ihre Beziehung zur Zellstruktur zu den Mitochondrien verstanden werden. Organismen mit komplexen, membranbasierten Zellstrukturen, einschließlich Pflanzen, Tieren und Menschen, werden als Eukaryoten bezeichnet. Alle sauerstoffabhängigen Eukaryoten haben Mitochondrien. Mitochondrien treten in jeder Eukaryontenzelle auf und sind für die Produktion von Adenosintriphosphat (ATP) verantwortlich, einer chemischen Energiequelle, die aus Sauerstoff und verschiedenen Nährstoffen gewonnen wird.
Bei starker Vergrößerung liegen Mitochondrien in ovaler oder länglicher Form vor, mit einer Doppelmembran und einem inneren Bereich, der als Matrix bezeichnet wird. Innerhalb einer einzelnen Zelle gibt es zahlreiche Mitochondrien, deren genaue Formen und Größen vom jeweiligen Zelltyp abhängen. Außerdem haben die Mitochondrien eines Organismus ein anderes Aussehen als die eines anderen Organismus.
Es ist die Aufgabe der Mitochondrien, die aerobe Atmung durchzuführen und Sauerstoff und Nährstoffe in ATP umzuwandeln. Dieser Prozess erfolgt entlang der Kristalle oder der inneren Mitochondrienmembran unter Verwendung von in die Membran eingebetteten Enzymen und Proteinen aus der Matrix. Sobald ATP hergestellt ist, nutzt die Zelle die Chemikalie als Energiequelle, um Zellbewegungen, Zellteilung und andere Stoffwechselfunktionen zu ermöglichen.
Während die innere Mitochondrienmembran bei der Produktion von ATP hilft, dient die äußere Mitochondrienmembran als Filter. Unter Verwendung eines Proteins namens Porin bildet die äußere Membran Kanäle, durch die nur Moleküle einer bestimmten Größe in die Mitochondrien gelangen. Im Inneren werden Moleküle durch die innere Membran weiter gefiltert. Nur diejenigen Moleküle, die als entscheidend für die ATP-Produktion vorbestimmt sind, dürfen die innere Membran passieren.
Sowohl die inneren als auch die äußeren Mitochondrienmembranen erfüllen einen wichtigen Zweck für die Gesamtfunktion der Mitochondrien. Obwohl beide einen Zweck erfüllen, betrifft der Großteil der Organellenaktivität die innere Mitochondrienmembran und die Matrix. Bei der Betrachtung von Größenvergleichen sind die Kristalle aufgrund ihrer verdrehten, gewundenen Natur beträchtlich größer als die äußere Membran. Durch die größere Oberfläche der Kristalle kann jedes Mitochondrion mehr Enzyme aufnehmen, die für die ATP-Produktion benötigt werden, wodurch die Zelle mit mehr Energie versorgt wird, um zu funktionieren.