Können Eukaryoten ohne Mitochondrien überleben?

Wie diese Parameter haben fast alle Eukaryoten Mitochondrien.

Biologen teilen alles Leben auf der Erde in drei Bereiche ein: Bakterien, Archaea und Eukarya. Bakterien und Archaea bestehen beide aus einzelnen Zellen, die keinen Kern und keine internen membrangebundenen Organellen haben. Eukarya sind alle Organismen, deren Zellen einen Kern und andere interne membrangebundene Organellen enthalten. Eukaryoten sind auch dafür bekannt, eine spezialisierte Organelle, die Mitochondrien, zu haben. Mitochondrien sind so ein gemeinsames Merkmal der meisten Eukaryoten, dass viele Menschen jene wenigen Eukaryoten übersehen, denen Mitochondrien fehlen.

Was sind Eukaryoten?

Eine einzelne eukaryotische Zelle besteht aus einem gelartigen wässrigen Zytoplasma, in dem eine globuläre Kernmembran die DNA hält und membrangebundene Kompartimente andere Arbeitsbereiche der Zelle trennen. Fast alle Eukaryoten enthalten eine Organelle, die Mitochondrion genannt wird. Mitochondrien enthalten ihre eigene DNA und verwenden ihre eigene Proteinsynthese-Maschinerie - völlig unabhängig von der Maschinerie des Rests der Zelle. Die akzeptierte Ansicht ist, dass ein Bakterium vor hunderten von Millionen Jahren in ein Archaikum eindrang. Die Beziehung entwickelte sich zu einer symbiotischen Beziehung. Die Bakterien sind heute als Mitochondrien bekannt und die Kombination entwickelte sich zu den meisten bekannten eukaryotischen Organismen.

Die Funktion von Mitochondrien

Mitochondrien sind die primären Energie erzeugenden Stellen in den meisten eukaryotischen Zellen. Sie sind kritisch für einen Prozess, der aerobe Zellatmung genannt wird. Die Zellatmung ist ein Prozess, bei dem Zellen organische Moleküle aufspalten und die Energie, die sie extrahieren, in sogenannten Adenosintriphosphat (ATP) speichern. Dies kann ohne Sauerstoff geschehen, in diesem Fall wird es anaerobe Atmung genannt. Wenn jedoch Sauerstoff vorhanden ist, können die meisten eukaryotischen Zellen und einige prokaryotische Zellen viel mehr ATP-Moleküle unter Verwendung des Prozesses der aeroben Zellatmung erzeugen. In Eukaryoten findet dieser Prozess innerhalb der Mitochondrien statt. In aeroben Prokaryoten findet dieser Prozess an der Zellmembran statt.

Energie aus Glucose

Viele eukaryotische Zellen erhalten den Großteil ihrer Energie aus Glukose. Der erste Schritt besteht darin, Glucose in zwei gleiche Teile aufzuteilen. Dieser Schritt wird Glykolyse genannt. Glykolyse tritt im Zytoplasma auf und erzeugt ein wenig Energie für die Zelle. Der nächste Schritt in der Energieproduktion hängt von der spezifischen Art der Zelle und der momentanen Umgebung innerhalb der Zelle ab. Wenn der Sauerstoffgehalt niedrig ist, können eukaryotische Zellen auf die anaerobe Zellatmung zurückfallen - genauer gesagt, ein Prozess namens Fermentation, bei dem die Produkte der Glykolyse verwendet werden, um etwas mehr Energie zu produzieren und eine Verbindung zu hinterlassen, die Milchsäure genannt wird. Menschliche Muskelzellen tun dies, wenn der Bedarf an Energie aus Muskeln die Geschwindigkeit, mit der Sauerstoff aufgenommen wird, übersteigt. Wenn genügend Sauerstoff vorhanden ist, nutzen Menschen und andere eukaryotische Organismen die größere Menge an Energie, die sie durch die Verwendung der Produkte erhalten können der Glykolyse zur Vervollständigung der aeroben Atmung in den Mitochondrien.

Amitochondriate Eukaryoten

Eukaryoten, die Sauerstoff verwenden, um ihre Energieproduktion zu optimieren, könnten nicht überleben, wenn ihre Mitochondrien entfernt würden. Aber es gibt Eukaryoten, die keine Mitochondrien haben, amitochondriate Eukaryoten genannt. Da sie keine Mitochondrien zur Vervollständigung der aeroben Atmung haben, sind alle amitochondrischen Eukaryoten anaerob. Der Darmparasit Giardia lamblia zum Beispiel ist anaerob und hat keine Mitochondrien. Einige andere Amitochondriate sind Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum und Entamoeba histolytica. Es gibt einige Fragen bezüglich der Herkunft dieser Organismen: Haben sie die Mitochondrien verloren, die sie einst hatten, oder sind sie Nachkommen der frühesten Eukaryoten vor der Fusion mit Mitochondrien? Unterschiedliche phylogenetische Beziehungen zwischen Amitochondriaten und anderen Eukaryoten wurden vorgeschlagen, aber es gibt derzeit keine einzige akzeptierte Erklärung.

Teilen Sie Mit Ihren Freunden