Mit KI aus unserem englischen Quiz auf Deutsch erstellt; die Quellen verweisen auf die deutsche Wikipedia.
Mitochondrien stecken in den Zellen fast aller Lebewesen mit Zellkern. Sie sind von zwei Membranen umhüllt, besitzen eigenes Erbgut und versorgen die Zelle mit Energie. Dieses Quiz fragt nach Aufbau, Stoffwechsel, Vererbung und Herkunft der Organellen: von der Entdeckung im 19. Jahrhundert über die Atmungskette bis zur Frage, von welchen Bakterien sie abstammen. Die Fragen reichen vom Schulwissen bis zu Details, die sonst nur in der Zellbiologie-Vorlesung vorkommen.
Alle 30 Fragen mit Antworten und Erklärungen. Quiz spielen
Q 01Welche populäre Bezeichnung prägte Philip Siekevitz 1957 für das Mitochondrium?
Kraftwerk der Zelle
Das Bild stammt aus dem Englischen, wo vom „powerhouse of the cell“ die Rede ist, und wird in populärwissenschaftlichen Texten bis heute oft verwendet.
Q 02Welches energiereiche Molekül regenerieren Mitochondrien über die Atmungskette?
Adenosintriphosphat
Der Vorgang heißt oxidative Phosphorylierung. Besonders viele Mitochondrien haben Zellen mit hohem Energieverbrauch, etwa Muskel- und Nervenzellen.
Q 03Welche Theorie führt Mitochondrien auf aerobe α-Proteobakterien zurück?
Endosymbiontentheorie
Als Hinweise gelten das eigene Erbgut, die eigene Proteinsynthese und eine innere Membran, die sich deutlich von der äußeren unterscheidet.
Q 04In den Zellen welcher Lebewesen kommen Mitochondrien nicht vor?
Prokaryoten
Fast alle Eukaryoten besitzen die Organellen. Eine eukaryotische Zelle, die sie einmal verloren hat, kann sie nicht mehr regenerieren.
Q 05Unter welchem Namen ist der Citratzyklus der Mitochondrien ebenfalls bekannt?
Krebs-Zyklus
Eine dritte Bezeichnung ist Tricarbonsäure-Zyklus. In ihm entsteht der überwiegende Teil der Reduktionsäquivalente, die die Atmungskette anschließend in ATP umsetzt.
Q 06Über das Plasma welcher Zelle werden Mitochondrien in der Regel vererbt?
Eizelle
Deshalb stammen sie normalerweise nur von der Mutter. Das gab Anlass zur Erforschung mütterlicher Verwandtschaftslinien, der Matrilinien.
Q 07Wie heißt der von der inneren Mitochondrienmembran umschlossene Raum?
Matrix
Dort liegen zwei Drittel aller Proteine eines Mitochondriums, dazu Hunderte von Enzymen, eigene Ribosomen und mehrere Kopien des Erbguts.
Q 08Wie heißen die zahlreichen Einstülpungen der inneren Mitochondrienmembran?
Cristae
Der Name kommt vom lateinischen Wort für Kamm. Die Falten vergrößern die Oberfläche der inneren Membran erheblich und erhöhen so die ATP-Produktion.
Q 09Welche Teilchen reichert die Atmungskette für ihren elektrochemischen Gradienten an?
Protonen
Der Gradient entsteht zwischen dem Intermembranraum und dem Innenraum des Mitochondriums. Die ATP-Synthase nutzt ihn, um ATP herzustellen: die chemiosmotische Kopplung.
Q 10Welche Ionen können Mitochondrien aufnehmen, speichern und später wieder abgeben?
Calciumionen
Auf diese Weise greifen die Organellen in die Homöostase dieses Mineralstoffs in der Zelle ein.
Q 11Was bedeutet das altgriechische Wort „mitos“ im Namen Mitochondrium?
Faden
Der zweite Wortteil „chondrion“ heißt Körnchen. Tatsächlich zeigen sich die Organellen als kugel- oder röhrenförmige Gebilde.
Q 12Zu welchem Molekül decarboxyliert die Pyruvat-Dehydrogenase das Pyruvat im Mitochondrium?
Acetyl-CoA
Das Pyruvat wird dafür zuvor aus dem Cytosol ins Innere des Mitochondriums eingeschleust. Eine zweite Quelle desselben Moleküls ist der Abbau von Fettsäuren.
Q 13Wodurch vermehren sich Mitochondrien innerhalb einer Zelle?
Wachstum und Sprossung
Ihre Anzahl wird dem Energiebedarf der Zelle angepasst. Teilt sich die Zelle, werden sie auf die Tochterzellen verteilt.
Q 21Wo findet der Fettsäureabbau in pflanzlichen Zellen statt, anders als in tierischen?
Glyoxysomen und Peroxisomen
In tierischen Zellen läuft dieser Abbau, die β-Oxidation, in den Mitochondrien ab.
Q 22Welchen Volumenanteil erreichen Mitochondrien in Herzmuskelzellen?
36 %
Typisch für eine Zelle ist ein Volumenanteil von 25 %, doch die Werte schwanken je nach Zelltyp und Organismus sehr stark.
Q 23Welcher Anteil aller Proteine eines Mitochondriums sitzt in der inneren Membran?
ein Fünftel
Die innere Membran enthält mehr als 150 verschiedene Arten von Polypeptiden, darunter die Proteinkomplexe der Atmungskette.
Q 14Mit der Membran welches Organells kann sich die mitochondriale Außenmembran zusammenschließen?
Endoplasmatisches Retikulum
Die so entstehenden Kontaktstellen heißen MAM. Sie sind wichtig für den Signalaustausch zwischen beiden Organellen und spielen eine Rolle beim Lipidtransfer.
Q 15Aus wie vielen Genen besteht das Mitogenom bei Tieren typischerweise?
37
Die Länge beträgt dabei rund 16 kB. Das Genom codiert nur einen kleinen Teil der Proteine, die ein Mitochondrium benötigt.
Q 16Wie nennt man ein Mitochondrium, dessen Außenmembran entfernt wurde?
Mitoplast
Die äußere Hülle wird für Untersuchungszwecke entfernt. Übrig bleibt die intakte Innenmembran samt ihrem Inhalt.
Q 17Welche Cluster, die viele Enzyme der Atmungskette brauchen, entstehen in Mitochondrien?
Eisen-Schwefel
Diese Synthese gilt inzwischen als die essentielle Funktion der Mitochondrien, also als Grund, warum fast alle eukaryotischen Zellen auf sie angewiesen sind.
Q 18In welchem Jahr entdeckte der Pathologe Richard Altmann das Mitochondrium?
1886
Altmann war ein deutscher Pathologe und Histologe. Der früher gebräuchliche Name Chondriosom für das Organell gilt heute als veraltet.
Q 19Welches Phospholipid der inneren Mitochondrienmembran enthält vier statt zwei Fettsäuren?
Cardiolipin
Es wurde 1942 zuerst in Rinderherzen entdeckt, kommt auch in den Plasmamembranen von Bakterien vor und trägt dazu bei, dass die Membran für Ionen undurchlässig ist.
Q 20Mit welchen Organellen werden Mitochondrien und Mitosomen als MROs zusammengefasst?
Hydrogenosomen
MRO steht für „mitochondrienverwandte Organellen“. Fast alle Eukaryoten besitzen ein Organell dieser Art; eine Ausnahme ist der Einzeller Monocercomonoides.
Q 24In welchen Zellen findet sich beispielsweise der Tubuli-Typ der Mitochondrien?
steroidproduzierenden
Bei diesem Typ bildet die innere Membran Röhren aus. Daneben gibt es noch den Sacculi-Typ mit perlenartigen runden Aussackungen.
Q 25Wie groß sind die mitochondrialen Ribosomen des Menschen in Svedberg-Einheiten etwa?
55S
Bakterielle Ribosomen kommen auf 70S, die Ribosomen im Cytosol auf 80S. Mitochondriale 70S-Ribosomen gibt es zwar auch, aber nicht bei Säugern.
Q 26Welche neurodegenerative Erkrankung können Mutationen von MFN2 beim Menschen hervorrufen?
Morbus Charcot-Marie-Tooth
MFN2 gehört zu den GTPasen, die das Verschmelzen mitochondrialer Membranen steuern. Die hier ausgelöste Form der Krankheit trägt die Bezeichnung Typ 2A.
Q 27Bis zu welcher Masse können Moleküle frei durch die mitochondriale Außenmembran diffundieren?
5000 Dalton
Die Kanäle dafür bilden integrale Proteine der Membran. Größere Proteine brauchen eine Signalsequenz und werden von einer Translokase aktiv hindurchbewegt.
Q 28Bis zu welchem Anteil der äußeren Mitochondrienmembran umschließt die ER-Kontaktzone MAM?
20 %
An diesen Kontaktstellen trennt nur eine 10–25 nm große Lücke das Mitochondrium vom benachbarten Organell. Ein Proteinkomplex hält beide zusammen.
Q 29Welchen Durchmesser haben die F1-Partikel an der Innenseite der inneren Mitochondrienmembran?
8,5 nm
Die kleinen runden Körper heißen auch Elementarpartikel oder ATP-Synthase-Partikel. An ihnen wird im Verlauf der Zellatmung ATP gebildet.
Q 30Von welchem Multiproteinkomplex hängt der Lipidtransfer zwischen ER und Mitochondrien ab?
ERMES
Unklar bleibt, ob der Komplex den Transfer direkt vermittelt oder nur die Membranen nah genug beieinander hält. ATP erfordert dieser Transport nicht.