Was sind Membranen?

Membranen sind dynamische Schichten, die hauptsächlich aus Phospholipiden, Proteinen und Kohlenhydraten bestehen, die eine Zelle umschließen und selektiv durchlässige Grenzen und Innenräume bilden. Eine Komponente, die Phospholipide, sind polare Moleküle, die sich spontan anordnen, meist als kontinuierliche Doppelschicht von etwa sieben Nanometern Dicke. Die hydrophilen oder wasserliebenden Polarköpfe zeigen zur Außen- und Innenseite der Zelle.

Die hydrophoben oder wasserscheuen, unpolaren Enden richten sich in der Mitte aus, um eine Wassereinwirkung zu meiden. Während Phospholipide die Grundstruktur bilden, sind es die anderen Komponenten, die Membranproteine und Kohlenhydrate, die mit ihnen assoziiert werden, die meist zu den funktionellen Eigenschaften beitragen. Je nach Bedarf der Zelle fungieren einige Proteine als Rezeptoren, um Signale in der Umgebung der Zelle zu übertragen.

So bindet beispielsweise ein Zelloberflächenrezeptor ein Signal im extrazellulären Raum und erzeugt intrazelluläre Signale. Andere verbinden sich als Transporter, um einen Weg für verschiedene Arten von Molekülen zu finden. Zusätzliche Proteine können als strukturelle Bindeglieder dienen, um das Zytoskelett mit der extrazellulären Matrix oder benachbarten Zellen zu verbinden.

Schließlich binden die Kohlenhydrate entweder an die Phospholipide, die Glykolipide bilden, oder an Proteine auf den Membranen, wodurch Glykoproteine entstehen. Beide erfüllen wichtige Funktionen wie die Bindung von Hormonen oder Neurotransmittern und ermöglichen es den Zellen, sich gegenseitig zu erkennen.