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5.2: Membran-Flüssigkeit
INHALTSVERZEICHNIS

 

PROTOKOLLE

5.2: Membran-Flüssigkeit

Zellmembranen bestehen aus Phospholipiden, Proteinen und Kohlenhydraten, die aufgrund chemischer Wechselwirkungen lose aneinandergebunden sind. Die Moleküle sind im Allgemeinen in der Lage, sich in der Ebene der Membran zu bewegen. Dadurch wird die als Fluidität bezeichnete flexible Natur der Membran erhalten. Zwei weitere Merkmale der Membran tragen zur ihrer Fluidität der Membran: die chemische Struktur der Phospholipide und das Vorhandensein von Cholesterin in der Membran.

Die Fettsäurereste der Phospholipide können entweder gesättigt oder ungesättigt sein. Gesättigte Fettsäuren haben Einzelbindungen zwischen dem Kohlenwasserstoffgerüst und sind mit der maximalen Anzahl von Wasserstoff gesättigt. Diese gesättigten Reste sind geradlinig und können sich daher dicht zusammenfügen. Im Gegensatz dazu enthalten ungesättigte Fettsäurereste Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen, was ihnen eine geknickte Form verleiht und eine dichte Packung verhindert. Die Erhöhung des relativen Anteils von Phospholipiden mit ungesättigten Enden führt zu einer flüssigeren Membran. Organismen wie Bakterien und Hefen, die Temperaturschwankungen der Umgebung ausgesetzt sind, können den Fettsäuregehalt ihrer Membranen so anpassen, dass eine relativ konstante Fließfähigkeit erhalten bleibt.

In den Zellmembranen kann Cholesterin mit den Köpfen der Phospholipide interagieren und den proximalen Teil der Kohlenwasserstoffkette teilweise immobilisieren. Diese Wechselwirkung vermindert die Fähigkeit der polaren Moleküle, die Membran zu durchqueren. Cholesterin verhindert auch, dass sich die Phospholipide fest zusammenlagern. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit des Einfrierens der Membran minimiert. Ebenso wirkt Cholesterin als Strukturpuffer, wenn die Temperaturen zu warm werden. So wird auch einer übermäßigen Fluidität vorgebeugt.

Außerdem wird angenommen, dass Cholesterin eine Rolle bei der Organisation von Membranlipiden und-proteinen in funktionelle Gruppen spielt. Diese nennt man Lipid Rafts. Es wird vermutet, dass diese Gruppen von Proteinen, Phospholipiden und Cholesterin die Regionen der Membran abschotten und Moleküle mit ähnlichen Funktionen in unmittelbarer Nähe zueinander positionieren. Die spezifische Struktur und Funktion dieser Membranflecken sind jedoch unklar und ein aktives Forschungsgebiet.


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