12.14: Membrandomänen

Die Membrandomänen konzentrieren spezifische Lipide und Proteine an einer Stelle innerhalb der Membran, was bei der Zellsignalisierung, der Adhäsion und anderen kritischen zellulären Prozessen hilft. Diese Domänen können sich in Größe, Zusammensetzung, Funktion und Lebensdauer unterscheiden.

Protein-Domänen

Die Membran besteht aus einer Gruppe unterschiedlicher Proteine, die für die Erfüllung der spezifischen Funktion einer Zelle verantwortlich sind. Zum Beispiel enthält die Plasmamembran des menschlichen Spermiums oder einer einzelnen Keimzelle einen einzigartigen Satz von Proteinen im vorderen Kopf, hinteren Kopf und Schwanz des Spermiums. Die genauen Mechanismen, die es den Samenzellen ermöglichen, Proteine auf die spezifischen Teile zu beschränken, ohne sie miteinander zu vermischen, sind noch unbekannt. Dieses Beispiel zeigt jedoch, wie ausgereift Membranproteine sein können, wenn es darum geht, unterschiedliche Domänen zu bilden.

Lipid-Domänen

Sphingolipide können zusammen mit Cholesterin ausgeprägte Membranmikrodomänen bilden, die als Lipid Rafts bekannt sind. Caveolae sind eine Form von Lipidfloßen, die durch die Bildung von Einstülpungen oder kleinen höhlenartigen Strukturen in der Membran gekennzeichnet sind. Diese Lipid Rafts enthalten das Protein Caveolin auf der zytoplasmatischen Seite der Membran. Caveolae kommen in einigen Wirbeltierzellen vor, insbesondere in Adipozyten und Endothelzellen, und spielen eine Rolle bei der Zellsignalisierung und Endozytose. Aufgrund ihrer geringen Größe und ihrer flüchtigen Natur sind Lipid Rafts in Zellmembranen schwer zu untersuchen. Unterschiedliche experimentelle Daten belegen jedoch ihr Vorhandensein in den biologischen Membranen. Zum Beispiel führt die Behandlung von nichtionischen Lösungsmitteln wie Tween 20 zu unlöslichen Membranfraktionen, die reich an Sphingolipiden, Cholesterin und assoziierten Proteinen sind.