Читать книгу Mitochondrien - Maria Elisabeth Druxeis - Страница 21

Hoffentlich hat Ihnen die Geschichte der Mitochondrien gefallen, obwohl oder vielleicht auch gerade deshalb, weil sie so weit in die Vergangenheit zurückreicht und so eng mit der Entwicklung des Lebens verbunden ist. Führen wir uns noch einmal vor Augen, dass es ohne die »Entscheidung« der beiden Einzeller – »archea« und »bacteria« –, zu fusionieren und ein neues Lebewesen zu bilden, nämlich die Zelle mit Zellkern, keine höhere Lebensform gäbe: keine Pflanze und auch kein Tier. Auch wir sind ein Ergebnis der Zellsymbiose, denn wir alle bestehen aus Zellen, die einen Zellkern haben, und Mitochondrien. Nun möchte ich Ihnen die wesentlichen Fragen beantworten, die uns in Hinblick auf die Leistung und Funktion der Mitochondrien interessieren.

Wofür sind die Mitochondrien genau zuständig?

Die kleinen Kraftwerke sorgen für die Herstellung und Bereitstellung von Energie für die Zellleistung – mithilfe einer Fülle von Stoffwechselprodukten –, sie sind zuständig für die Zellatmung und dienen als Speicherplatz für Kalzium – quasi als kleines Nebengeschäft. Wird Kalzium benötigt, geben die Mitochondrien das Kalzium wieder ab. Was so einfach und ein bisschen nebensächlich klingt, ist in Wirklichkeit ein kurzer Blick in die wahren Wunder der Körperarbeit: Dadurch, dass die Mitochondrien »bei Bedarf« Kalzium abgeben, tragen sie dazu bei, dass die Zelle sich selbst erhalten kann. Man nennt dieses Prinzip Homöostase (griechisch homoiostásis = Gleichstand). Durch solche Prozesse kann ein lebendes System von sich aus ein Gleichgewicht aufrechterhalten – praktisch ein lebendes »perpetuum mobile«.

Was brauchen Mitochondrien, um zu funktionieren?

Da Mitochondrien kleine Lebewesen sind, benötigen sie »Speis und Trank«, die Sie ihnen zur Verfügung stellen. Alles, was wir zu uns nehmen, wird vom Stoffwechsel fein aufgeschlüsselt: in Vitalstoffe wie Vitamine, Mineralien und Spurenelemente, in Zucker (Kohlenhydrate), Fettsäuren, Eiweiß (Proteine) und Sauerstoff. All diese Elemente werden unablässig aus der Nahrung hergestellt und in die Zellen transportiert, damit die Mitochondrien (und die anderen Zellorganellen) alles »aufsaugen« können, was sie für ihre Arbeit brauchen.

Haben Mitochondrien einen eigenen Zellkern?

Nein, die Mitochondrien haben keinen Zellkern – in jeder menschlichen Zelle befindet sich nur ein Zellkern. Aber – und das ist eine Sensation – die Mitochondrien haben bei der Zellsymbiose ihr eigenes Genmaterial mitgebracht und es auch behalten. Wir besitzen also nicht nur im Zellkern Gene, sondern auch in den Mitochondrien.

Wer vererbt uns die Mitochondrien?

Mitochondrien – und die zugehörigen Gene (mitochondriale DNA) – werden ausschließlich über die Mutter vererbt. Bei jeder Zellteilung des heranwachsenden Kindes werden jedoch Informationen der Gene des Vaters aus dem Zellkern dazugemischt. Sprich: Jeder von uns trägt dieselbe Energie in sich, die seine Mutter hatte. Am Anfang unserer Kindheit sind unsere zellulären Reaktionen und Eigenschaften eher von der Mutter geprägt, die väterlichen Erbanteile kommen immer mehr hinzu. So ab dem achten bis vierzehnten Lebensjahr haben wir dann die erbgenetische Balance unseres Körpers hergestellt.

Welchen Sinn hat es, dass wir zusätzliche Gene in den Mitochondrien besitzen?

Sehen wir uns noch einmal kurz an, was der Zellkern für eine Aufgabe hat: Er ist ja erst durch die Verschmelzung der alten »archea«-Substanz entstanden und speichert unsere Erbanlagen im A-Genom, das so heißt, weil es aus der »archea«-Substanz entstanden ist. Er beherbergt die 23 Chromosomenpaare mit unserer Erbinformation. Vor jeder Zellteilung dupliziert sich der Zellkern, damit die neue Zelle wieder exakt so aussieht und so arbeiten kann wie die alte, die nach der Zellteilung abstirbt. Man kann also sagen, dass der Kern die Zellteilung steuert. So müssen z.B. bei einer Verletzung genug Zellen zur Vermehrung vorhanden sein. Im Lauf eines Tages gehen nämlich eine ganze Menge Zellen in uns kaputt. Da grenzt es schon an ein Wunder, dass all die Verluste wieder ausgeglichen werden.

Für die differenzierten einzelnen Zellleistungen jedoch spielen die Gene in den Mitochondrien die übergeordnete Rolle. Diese Gene sind die Anteile unserer Erbanlagen, die einst bei der Zellsymbiose die Mitochondrien mit ins neue Minilebewesen gebracht haben: Und das sind noch einmal Tausende aktiver Gene!