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5.1: Was sind Membranen?
INHALTSVERZEICHNIS

 

PROTOKOLLE

5.1: Was sind Membranen?

Ein wesentliches Merkmal allen Lebens ist die Fähigkeit, den äußeren von dem inneren Raum zu trennen. Hierzu haben die Zellen semipermeable Membranen entwickelt, die ein Durchdringen von biologischen Molekülen regulieren. Zusätzlich definiert die Zellmembran die Form einer Zelle und ihre Wechselwirkungen mit der äußeren Umgebung. Eukaryontische Zellmembranen dienen auch dazu, den inneren Raum in Organellen zu unterteilen. Zu diesen Organellen gehören die Endomembranstrukturen des Nucleus, das endoplasmatischen Retikulum und der Golgi-Apparat.

Die Membranen bestehen hauptsächlich aus Phospholipiden, die aus hydrophilen Köpfen und zwei hydrophoben Schwänzen bestehen. Diese Phospholipide setzen sich selbst zu Doppelschichten zusammen. Dabei sind die Schwänze zur Mitte der Membran hin ausgerichtet, während die Köpfe nach außen gerichtet sind. Diese Anordnung ermöglicht es den polaren Molekülen, mit den Köpfen der Phospholipide sowohl innerhalb als auch außerhalb der Membran zu interagieren. Außerdem verhindert es, dass sie sich durch den hydrophoben Kern der Membran bewegen.

Proteine und Kohlenhydrate tragen zu den einzigartigen Eigenschaften der Membran einer Zelle bei. Integrale Proteine sind in die Membran eingebettet, während periphere Proteine entweder an die innere oder äußere Oberfläche der Membran gebunden sind. Transmembranproteine sind integrale Proteine, welche die gesamte Zellmembran überspannen. Transmembranrezeptorproteine sind wichtig für die Kommunikation von Botschaften von der Außenseite zum Inneren der Zelle. Wenn sie an ein extrazelluläres Signalmolekül gekoppelt werden, durchlaufen Transmembranrezeptoren eine Änderung ihrer Konformation, die als intrazelluläres Signal dient. Andere Proteine, wie z.B. Ionenkanäle, dienen dazu, den Durchgang von großen oder polaren Molekülen durch den hydrophoben Membrankern zu steuern.

Kohlenhydrate sind entweder an Lipide oder Proteine auf der Außenseite der Zellmembran gebunden. Die einzigartigen Muster von Glykoproteinen und Glykolipiden auf der Außenfläche der Zelle ermöglichen die zelluläre Identifizierung. Menschliche Immunzellen sind in der Lage, sich selbst von fremden Zellen zu unterscheiden, indem sie die Kohlenhydratmodifikationen auf den Zelloberflächen erkennen. Die auf einer Membran vorhandenen Proteine, Kohlenhydrate und Lipide bilden zusammen eine funktionelle und flexible Grenze für Zellen.


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