Zellorganellen: Peroxisomen, Mitochondrien und Chloroplasten

Peroxisomen und Glyoxysomen

Peroxisomen sind den Lysosomen sehr ähnlich, enthalten jedoch anstelle von Hydrolasen Oxidase-Enzyme, insbesondere Peroxidase und Katalase.

Funktion der Peroxisomen

Innerhalb der Peroxisomen finden Oxidationsreaktionen statt, die denen in den Mitochondrien ähneln. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass die Energie hier als Wärme freigesetzt wird. Bei diesen Prozessen oxidiert die Peroxidase verschiedene Substrate. Eine weitere wichtige Funktion ist die Entgiftung, also das Entfernen giftiger Substanzen.

Glyoxysomen

Glyoxysomen sind eine spezielle Klasse von Peroxisomen, die Enzyme des Glyoxylsäurezyklus enthalten. Dieser Zyklus ermöglicht die Synthese von Kohlenhydraten aus Lipiden.

Mitochondrien

Mitochondrien sind Organellen, in denen die Zellatmung durchgeführt wird. Durch diesen Prozess wird Energie in Form von ATP gewonnen. Diese Organellen kommen in ausreichender Menge in allen eukaryotischen Zellen vor. Die Gesamtheit der Mitochondrien einer Zelle wird als Chondriom bezeichnet.

Struktur der Mitochondrien

Die Form der Mitochondrien kann variieren, ihre Dimensionen liegen meist bei 1–4 µm x 0,3–0,8 µm. Sie besitzen eine Doppelmembran:

• Äußere Membran: Hochpermeabel.
• Innere Membran: Fast undurchlässig und mit einer großen Anzahl an Proteinen zur Stoffregulation ausgestattet. Sie bildet nach innen gerichtete Erweiterungen, die sogenannten mitochondrialen Kämme (Cristae), in denen sich die Komplexe der ATP-Synthase befinden.

Zwischen den beiden Membranen liegt der Intermembranraum. Die innere Membran umschließt die mitochondriale Matrix. In ihr befinden sich Ribosomen (ähnlich denen der Prokaryoten), eine kreisförmige DNA-Doppelhelix sowie zahlreiche Enzyme.

Funktionen der Mitochondrien

• Zellatmung: Die letzte Stufe, die Atmungskette, findet in der inneren Membran statt, da dort die entsprechenden Enzyme lokalisiert sind.
• Krebs-Zyklus: Findet in der mitochondrialen Matrix statt.
• Protein-Synthese: Erfolgt an den Ribosomen.
• DNA-Replikation: Duplizierung und Transkription der DNA in der Matrix.

Chloroplasten

Chloroplasten kommen ausschließlich in Pflanzenzellen vor. Dank des Chlorophylls können sie die Photosynthese durchführen, bei der Lichtenergie in chemische Energie (ATP) umgewandelt wird.

Struktur der Chloroplasten

Chloroplasten sind aufgrund des Chlorophylls grün gefärbt. Sie sind größer als Mitochondrien und besitzen eine doppelte Membran. Die äußere Membran ist sehr durchlässig, die innere hingegen fast undurchlässig. Im Inneren befindet sich das Stroma, das folgende Bestandteile enthält:

• Plastidäre DNA (kreisförmig).
• Plastoribosomen (ähnlich denen von Bakterien).
• Enzyme für die CO2-Reduktion, Replikation, Transkription und Translation.
• Fetteinschlüsse und Stärke.
• Thylakoide: Membransäckchen, die entweder frei im Stroma liegen oder als gestapelte Einheiten, sogenannte Grana, angeordnet sind. In der Thylakoidmembran befinden sich die photosynthetischen Pigmente und die enzymatischen Systeme für den Elektronentransport und die ATP-Bildung.

Funktion

Die Hauptfunktion der Chloroplasten ist die Durchführung der Photosynthese.