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Mighty Mitochondria Spielen auf Leben und Tod Rollen in Zellen

2012-01-03 3
   
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résuméMitochondrien (rot) aus der Herzmuskelzelle der Ratte. Fast alle unsere Zellen haben diese Strukturen. Credit: Thomas Deerinck, Nationales Zentrum für Mikroskopie und Imaging Research Treffen Mitochondrien: zellulären Kompartimenten, oder Organellen,
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Mighty Mitochondria Spielen auf Leben und Tod Rollen in Zellen

Mighty Mitochondria Spielen auf Leben und Tod Rollen in Zellen




Mitochondrien (rot) aus der Herzmuskelzelle der Ratte. Fast alle unsere Zellen haben diese Strukturen.

Credit: Thomas Deerinck, Nationales Zentrum für Mikroskopie und Imaging Research


Treffen Mitochondrien: zellulären Kompartimenten, oder Organellen, die als die Elektrizitätskraftwerke am besten bekannt sind, die Energie aus der Nahrung, die wir essen in Energie umwandeln, die eine Reihe von biologischen Prozessen ausgeführt wird.

Wie Sie in dieser Nahaufnahme von Mitochondrien aus einer Ratte Herzmuskelzelle sehen können, haben die Organellen eine innere Membran, die an vielen Stellen Falten (und das erscheint hier als Riefen). Diese Faltung erheblich vergrößert die Oberfläche für die Energieerzeugung. Fast alle unsere Zellen haben Mitochondrien, aber Zellen mit höheren Energiebedarf haben mehr. Zum Beispiel hat eine Hautzelle nur ein paar hundert, während die hier abgebildete Zelle etwa 5000 hat.

Wissenschaftler gefördert durch die National Institutes of Health entdecken dort mehr Mitochondrien ist als das Auge sieht, vor allem, wenn es um das Verständnis und die Behandlung von Krankheiten kommt.

"Mitochondria begann als die Generatoren von energiereichen ATP-Moleküle beschrieben werden", sagt NIH Vernon Anderson. "Aber wir lernen sie für die Zelle viel mehr tun."

Mitochondrien sind kritisch Überleben in einer Vielzahl von Möglichkeiten zu Zelle. So speichern sie Calciumionen und hilft Zellen die richtige Konzentration dieser elektrisch geladenen Teilchen in der Blutgerinnung, Muskelkontraktion und andere wichtige Aufgaben beteiligt halten. Mitochondria machen die Eisenverbindung, die roten Blutzellen ermöglicht Sauerstoff zu den Geweben des Körpers zur Fähre. Sie sind auch die anfänglichen Produktionsstandort für Steroidhormone einschließlich Cortisol, Östrogen, Progesteron und Testosteron.

Auf der anderen Seite können die Organellen zum Zelltod beitragen, indem sie die Energieversorgung, die Herstellung von schädlichen freien Radikalen oder die Freigabe Tod fördernde Proteine ​​Absperren. Solche Aktivitäten können Teil eines normalen, programmierten Prozess zu befreien den Körper von unnötigen oder abnormen Zellen, oder sie können Teil einer ungeplanten Reaktion auf eine überwältigende Belastung wie einem Schlaganfall oder Herzinfarkt sein.

Diese auf Leben und Tod Rollen sind nur einige Beispiele für die vielen Teilen Mitochondrien spielen. "In gewisser Weise fast jeder zelluläre Prozess Mitochondrien verbunden ist", sagt der Harvard Medical School Vamsi Mootha.

Aus diesem Grund Mitochondrien sind mit einer Reihe von gesundheitlichen Bedingungen verbunden. Versagende Mitochondrien wurden bei neurodegenerativen Erkrankungen, Herzerkrankungen, Diabetes, Krebs und sogar Widerstand gegen Strahlentherapie gebracht. Es gibt auch eine Reihe von seltenen, angeborenen Stoffwechselerkrankungen, die von genetischen Veränderungen stammen, die die Funktion der mitochondrialen Proteine ​​verändern.

Eine aktuelle Herausforderung in - und Ziel - Mitochondrien Forschung Ortung genau, wie Veränderungen in der mitochondrialen Maschinen führen zu Krankheit. Die Verwirklichung dieses Ziels erfordert unter den beteiligten Proteine ​​in Mitochondrien-Funktion, die vielen Interaktionen zuordnen. Bisher haben die Wissenschaftler fast alle der Organell der rund 1.100 Proteine ​​identifiziert und gelernt, was etwa die Hälfte von ihnen tun.

"Ich nenne es die Verbindung der Punkte", sagt Jodi Nunnari von der University of California, Davis. "Wenn wir dieses umfassende Interaktionsnetzwerk zu schaffen, werden wir besser verstehen, wie genetische Veränderungen, die mitochondriale Proteine ​​und ihre Funktion manifestiert sich in einer Krankheit zu verändern."

Diese Arbeit, sagt Mootha, schließlich könnte die aufkeimende Gebiet der mitochondrialen Medizin verwandeln durch neue Anhaltspunkte bieten für Therapien zu entwickeln, die Wiederherstellung oder sogar die Organell die Leistung zu verbessern.

Das Innere Life Science Artikel zur Verfügung gestellt Wissenschaft in Zusammenarbeit mit dem Live National Institute of General Medical Sciences , Teil der National Institutes of Health .

Erfahren Sie mehr:

Im Inneren der Zelle Booklet

Auch in dieser Serie:

  • Gehen Viral: When Living Networks Go Awry
  • Die erstaunliche Welt innerhalb einer menschlichen Zelle
  • Zelle Selbstmord: Ein wesentlicher Teil des Lebens

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