8.VL: Die Mitochondrien und ihr Proteinimport

Wieso muss die Mehrzahl der mitochondrialen Proteine in das Mitochondrium importiert werden?
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Wieso muss die Mehrzahl der mitochondrialen Proteine in das Mitochondrium importiert werden?
Mitochondrien besitzen DNA, diese reicht aber nicht um alle Proteine zu hilden, die sie für die zellatmung benötigen.
Proteine werden im Cytoplasma synthetisiert und in Mitochondrium transportiert.
Wie viele Membranen überquert ein Protein um in die Matrix des Mitochondriums zu gelangen?
2: Innen- und Außenmembran des Mitochondriums
Welchem Prinzip unterliegt die Energiegewinnung des Mitochondriums?
Energiestoffwechsel des Mitochondriums=Citrat-Zyklus
Mechanismus, bei dem ATP erzeugt wird=Oxidative Phosphorylierung
Glukose+Sauerstoff reagieren zu CO2, H2O und Energie (vereinfacht)
Woher kommt die Energie für den Proteintransport ins Mitochondrium?
Durch die „chemi-osmotische Kopplung" der Mitochondrien.
Ist neben der Substratkettenphosphorylierung ein Weg zur Synthese von ATP aus ADP+Pi in lebenden Zellen

man nutzt die osmotic Energie eines Protonen- bzw. Eines Natriumgradienten

Energie zum Aufbau der Gradienten: Differenz der Redoxpotentiale bei der Oxidation energiereicher Stoffe (oxidative Phosphorylierung) oder aus Lichtenergie (Photophosphorylierung)
Wie und wo wird der Protonengradient im Mitochondrium aufgebaut?
Im Mitochondrium werden während der oxidative Phosphorylierung H+-Ionen erzeugt
—>Aufbau eines Protonengradienten
Endosymbiontentheorie
Mitochondrien stammen von aeroben Prokaryoten ab, die durch Phagozytose aufgenommen wurden (von einem anaeroben Prokaryoten) —>gingen Symbiose ein
Woher kommt das NADH, welches ausschlaggebend für die Elektronentransportkette ist? (Oxidative Phosphorilierung)
-Glykolyse (schrittweiser Abbau von Monosacchariden): C6H12O6 zu 6ATP, 2NADH

-Citratzyklus: 3NADH
Beschreibe die chemiosmotische Kopplung genauer
-Energiereiches e- durchläuft die Elektronentransportkette
-Teil der freigesetzten Energie wird zum Antreib der Atmungsenzymkomplexe genutzt
-Komplexe pumpen H+ aus Matrix heraus
-Erzeugung eines Protonengradienten
-Zurückströmen der H+: Energie wird frei
-Energie wird von Transmembrankomplex genutzt um ADP zu phosphorilieren und ATP zu gewinnen
Wie heißen die drei Elektronentransferkomplexe bei der chemiosmotischen Kopplung?
NADH dehydrogenase Komplex

Cytochrome b-c1 Komplex / Cytochrome C Reductase

Cytochrome oxidase Komplex
Wie kommen die mitochondrialen Proteine in das Mitochondrium? Welche energieverbrauchenden Prozesse sind beteiligt?
-Vorläuferprotein bindet an Rezeptor an Außenmembran
-Signalsequenz wird erkannt und in der Matrix später abgespalten
-Vorläuferprotein kriegt seine katalytischen Eigenschaften erst, wenn sie die innere Membran passiert haben —> Chaperone falten und aktivieren es

Energieverbrauchende Prozesse:
-Chaperone, die dafür sorgen, dass das Protein nicht frühzeitig faltet
-Abspaltung des Chaperon
-Faltung der DNA durch Chaperon