Wir sehen, dass Mitochondrien für das Leben unerlässlich sind. Interessant ist die Tatsache, dass alle Mitochondrien in unseren Zellen von unseren Müttern stammen; es handelt sich also um eine mütterliche Vererbung.
„Was ist Leben?“
Obwohl es wie eine philosophische Frage erscheint, beschäftigen sich viele Wissenschaftler seit eh und je mit ihr, weil sie noch keine Antwort darauf gefunden haben. Es ist eine weit verbreitete Wahrheit, dass alles Lebendige ein Leben hat. Es ist jedoch nicht einfach, Leben mit einem Wort zu definieren. Viele Gelehrte haben sich zwar um eine Definition des Lebens bemüht, aber vergebens; es gibt noch keine allgemeingültige, perfekte Definition des Lebens. Statt einer einzigen Definition nehmen sie vorlieb mit einer Verallgemeinerung, die die gemeinsamen Merkmale des Lebens aufzeigen.
Alle Lebewesen weisen folgende Merkmale auf: Homöostase, organisches System, Wachstum und Entwicklung, Reaktion auf Reize, Fortpflanzung und Stoffwechsel. Alle diese Merkmale sind wichtige Eigenschaften, die Lebewesen ausmachen, aber eine der Grundlagen ist der Stoffwechsel.
Unter Stoffwechsel versteht man alle materiellen Veränderungen, die in lebenden Organismen stattfinden, einschließlich Katabolismus und Anabolismus. Der wichtigste Zweck dieser Tätigkeit ist die Gewinnung von Energie, die zur Erhaltung des Lebens benötigt wird. Kein lebender Organismus kann ohne Energie auskommen. Mit anderen Worten: Kein Lebewesen kann unabhängig von Energie sein, die als das wesentliche Element gilt, das den lebenden Organismen ermöglicht, am Leben zu erhalten, und sie ist die Wurzel des Lebens. Woher beziehen die lebenden Organismen also ihre Energie?
Auf die Frage nach dem Organ, das im Mittelpunkt des menschlichen Lebens steht, würde jeder das Herz nennen. Wenn das Herz aufhört zu schlagen, gilt der Mensch medizinisch gesehen als tot und leblos. Wie kann das Herz während des ganzen Lebens eines Menschen ohne Unterbrechung schlagen? Was ist es, das dem Herzen Leben verleiht?
Das hängt eng mit den Mitochondrien zusammen, der Energiefabrik unseres Körpers. Das Mitochondrium ist ein kleines Organell in einer Zelle, das jedoch für die Energieerzeugung durch die Zellatmung1 zuständig ist. Mitochondrien kommen in den meisten Eukaryota2 vor, und der Mensch hat eine große Anzahl von Mitochondrien, die bis zu 10 % des Körpergewichts ausmachen. Die Mitochondrien sind in verschiedenen Teilen der Zellen verteilt, um die von den Zellen benötigte Energie effizient bereitzustellen. Aus diesem Grund befinden sich mehr Mitochondrien in den Organen, die eine intensive Tätigkeit und Atmung erfordern, wie Gehirn, Herz, Leber, Muskeln usw.
1. Die Zellatmung ist ein Prozess, bei dem eine Zelle Sauerstoff gewinnt, große Moleküle in kleinere aufspaltet und dabei Energie freisetzt. Sie wird auch als innere Atmung bezeichnet.
2. Eukaryota sind alle Organismen, deren Zellen einen Zellkern haben. Die Zellen enthalten Organellen wie die Mitochondrien und das endoplasmatische Retikulum.
Die Mitochondrien produzieren Adenosintriphosphat [ATP], indem sie den durch die Atmung zugeführten Sauerstoff verwenden. ATP ist eine Art Energiewährung. Jedes ATP hat drei Phosphatgruppen. Wenn jede Phosphatgruppe abfällt, wird eine bestimmte Menge an Energie erzeugt, die die Zellen nutzen. Mit anderen Worten: Unser Körper erhält Energie zur Aufrechterhaltung des Lebens, indem er das in den Mitochondrien produzierte ATP nutzt. Fast alle Organe sind von der in den Mitochondrien erzeugten Energie abhängig. Daher können verschiedene Arten von Krankheiten durch eine Verschlechterung der Mitochondrien oder eine mitochondriale Dysfunktion verursacht werden. Aus diesem Grund haben sich Biologen und Mediziner in letzter Zeit intensiv mit der Erforschung der Ursachen von Alterung und Krankheiten beschäftigt, die von den Mitochondrien ausgehen, und mit der Frage, wie man gesunde Mitochondrien über einen langen Zeitraum erhalten kann.
Wir sehen, wie wichtig Mitochondrien für das Leben sind. Interessant ist, dass alle Mitochondrien in unseren Zellen von unseren Müttern stammen; das ist mütterliche Vererbung. Dies steht im Gegensatz zur väterlichen Vererbung, bei der das Y-Chromosom von den Vätern stammt.
Die Gene der Mitochondrien existieren unabhängig, im Gegensatz zu den meisten anderen Zellgenen. Die meisten Gene in den Zellen sind in einem Raum zusammengefasst, der Zellkern genannt wird, aber die Gene der Mitochondrien befinden sich in unabhängigen Räumen innerhalb der Mitochondrien, nicht in den Zellkernen. Wie bereits erwähnt, sind Mitochondrien in den meisten Zellen vorhanden, sodass bei einer Zellteilung nicht nur die Zellkerne geteilt werden, sondern auch die Mitochondrien, um in jede Zelle zu gelangen.
Bei der Teilung von Spermien und Eizellen, die Keimzellen sind, gibt es keine Ausnahme. Sowohl das Spermium des Vaters als auch die Eizelle der Mutter haben Mitochondrien. Wenn jedoch das Spermium die Eizelle befruchtet, können die Mitochondrien des Spermiums nicht in die Eizelle eindringen, da ihr Schwanz abgeschnitten ist. Das liegt daran, dass sich die meisten Mitochondrien des Spermas im Speriumschwanz befinden. Selbst wenn einige von ihnen in die Eizelle gelangen, werden sie von der Eizelle zerstört. Infolgedessen stammt die DNA im Zellkern des Embryos zur Hälfte vom Vater und zur Hälfte von der Mutter, aber die mitochondriale DNA stammt vollständig aus der Eizelle, also von der Mutter.
Diese mütterliche Vererbung der Mitochondrien ist für die Biotechnologie von Nutzen. In jeder Zelle gibt es nur einen Kern, aber was die mitochondriale DNA betrifft, so sind die gleichen Gene so zahlreich wie die Anzahl der Mitochondrien. Das heißt: In einer Zelle gibt es Tausende derselben mitochondrialen DNS, und diese DNS bleibt höchstwahrscheinlich lange Zeit unbeschädigt, weil sie so klein ist. Wenn es also schwierig ist, eine Kern-DNA zu analysieren, wie im Falle alter Knochen, wird ein Identifizierungstest anhand der mitochondrialen DNA durchgeführt. Da Mitochondrien nur über die Mutter vererbt werden, wird sie meist zur Überprüfung der mütterlichen Linie verwendet. Tatsächlich wurde ein mitochondrialer DNA-Test verwendet, um die Leichen der Menschen zu identifizieren, die bei den Anschlägen vom 11. September in den Vereinigten Staaten ums Leben kamen.
Die Kraftquelle für eine befruchtete Eizelle, den Ursprung allen Lebens, zur Bildung eines Embryos und zur Weiterentwicklung zu einem Fötus mit Händen und Füßen benötigt, sind die von der Mutter hinterlassenen Mitochondrien. Die Liebe der Mutter ist in jeden Teil unseres Körpers eingepflanzt und erzeugt die Lebensenergie.
Der genaue Ursprung und der Grund, warum die Mitochondrien ausschließlich von der Mutter vererbt werden, sind jedoch noch nicht geklärt. Noch heute atmen und leben wir durch die Mitochondrien, das Erbe der Lebensenergie, die wir nur von der Mutter erhalten können.
- Quellenangaben
- Newton-Redaktion, Mitochondrien, das wichtigste Organ der Zelle, stehen im Mittelpunkt des aktuellen Interesses, Newton, Dezember 2012
- Masato Hiki, Mitochondrien-Methode der ewigen Jugend (auf Japanisch, ミトコンドリア不老術), Gentosha Media Consulting, 2009