mitochondrienbezogenen

Mitochondrienbezogene Prozesse umfassen alle Vorgänge, die mit Mitochondrien verbunden sind. Mitochondrien sind Zellorganellen, die primär der Energiegewinnung dienen, aber auch Funktionen wie Calcium-Homöostase, Signalkaskaden und Regulation der Apoptose übernehmen. In der zellulären Biologie werden sie zudem als zentrale Knotenpunkte des Stoffwechsels beschrieben.

Strukturell bestehen Mitochondrien aus einer äußeren Membran, einer stark gefalteten inneren Membran und einem eigenen genetischen Material in Form von mtDNA. Die Energieproduktion erfolgt vorwiegend durch den Citratzyklus in der Matrix und die oxidative Phosphorylierung in der inneren Membran, wo Elektronentransportketten Protonenpumpen antreiben und ATP synthetisiert wird. Zusätzlich speichern Mitochondrien Calciumionen und tragen zur Thermogenese bei, insbesondere in braunem Fettgewebe über Proteine wie Thermogenin.

Mitochondrien zeigen dynamische Eigenschaften durch Fusion und Fission, wodurch Größe, Form und Verteilung reguliert werden. Die Biogenese der Mitochondrien wird durch Transkriptionsfaktoren und Coaktivatoren wie PGC-1α gesteuert, wodurch neue Mitochondrien gebildet und vorhandene angepasst werden. Die Qualitätssicherung erfolgt durch Mitophagie, dem Abbau beschädigter Mitochondrien.

Störungen mitochondrienbezogener Prozesse können zu mitochondrialen Erkrankungen führen, verursacht durch Mutationen in mtDNA oder Nukleargen, die mitochondriale Proteine kodieren. Typische Merkmale sind Energiemangel, Muskelschwäche, Neurologische Symptome oder Augenkrankheiten; die Ausprägung hängt oft von Zelltyp, Gewebeverteilung und Heteroplasmie ab. In der Forschung spielen weitere Themen wie mitochondriale Signalwege, mitochondriale Genom- und Kommunikation, sowie Therapiestrategien zur Verbesserung der mitochondrialen Funktion eine wichtige Rolle.