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Biomembran: Funktion: Grenzen Zellen bzw. Zellorganellen nach außen hin ab Ein unkontrollierter Stoffaustausch wird dadurch verhindert Es entstehen voneinander abgegrenzte Reaktionsräume (Kompartimente) Kompartimentierungsregel: an jede Membran grenzt auf der einen Seite ein plasmatischer und auf der anderen Seite ein nichtplasmatischer Raum an · Palsmatische Reaktionsräume: Proteinreich, tragen durch Besitz von DNA, RNA zur Proteinbiosynthese bei Nichtplasmatische Reaktionsräume: proteinarm, wasserreich Aufbau: ● Membranlipide: Lipiddoppelschicht: Grundstruktur für die Eigenschaften > Stabilität, Flexibilität, Durchlässigkeit Unpolare teile im inneren, polare Köpfe ragen nach außen zur wässrigen Phase Zusammenhalt zwischen den Molekülen: hydrophobe Wechselwirkungen Membran besitzt eine zähflüssige Konsistenz Mit steigender Temperatur: Beweglichkeit nimmt zu Sinkende Temperatur: verfestigt sich die Membran wird gelartig Tierischen Zellen: Cholesterin sorgt, dass bei Temperaturschwankungen der Flüssigkeitszustand konstant bleibt Membranproteine: Sind unregelmäßig in die Doppelschicht eingebaut Groß und weniger beweglich Proteine die mehr oder weniger in die Membran hineinragen (integrale Proteine), hydrophobe Wechselwirkungen gebunden und in der Membran verankert - Periphere Proteine: stehen nur locker mit der Membran in Kontakt Proteine bestimmen die jeweilige Funktion der Membran ● › Proteine: Porenproteine: sorgen dafür, dass Öffnungen in der Membran wie die Kernporen geöffnet bleiben Transportproteine: befördern Stoffe sehr spezifisch durch die Membran oder bilden Kanäle für den Stoffaustausch Rezeptorproteine: besitzen Bindungsstellen für bestimmte Moleküle zum Austausch von Informationen zwischen Zellen. Binden solche chemische Signale wie Hormone oder Nervenüberträgerstoffe (Neurotransmitter) von außen an den passenden Rezeptor, löst das eine Reaktion innerhalb der Zelle aus Enzyme: als Membranbestandteile beschleunigen Stoffwechselreaktionen z.B....

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in den Membranen der Mitochondrien ● • Glykokalyx: Nur auf der Außenseite der Zellmembran Kurze, verzweigte Kohlenhydrate als Teil von Glykoproteinen und Glykolipiden Bilden ein spezifischen Muster an der Zelloberfläche z.B. als Erkennungsmerkmal für Zellen der Immunabwehr Gesamte Hüllschicht aus Kohlenhydraten nennt man Glykokalyx Kohlenhydrat xxxx Glykolipid peripheres Protein (Glyko (protein) integrales Profein Cholesterin Cytoskelett Transpos protein integrales Protein peripheres Protein (liegt aufgelagert (auf der Membran Stofftransport: Membranfluss: ständige Ineinanderübergehen der Membranen. Findet innerhalb der Zelle aber auch außerhalb der Zelle statt ● • Endocytose: Membran ragen spezielle Rezeptorproteine hervor und binden bestimmte Moleküle. Bindet an den Rezeptoren ein Molekül, bilden sich ummantelte Vesikeln (Coated vesicles). Große Mengen können aufgenommen werden - Phagocytose: feste Partikel werden aufgenommen Pinocytose: Flüssigkeit und gelöste Stoffen werden aufgenommen Stofftransport durch die Biomembran: Passiver Transport: der Stoff wandert von sich aus, ohne das Energie aus dem Zellstoffwechsel aufgewendet wird, von der Membranseite mit hoher Konzentration zu der mit niedriger Konzentration. Die treibende Kraft ist das Konzentrationsgefälle/ Konzentrationsgradient. Der passive Transport beruht auf Diffusion ● - Exocytose: Abfallstoffe der Zellen, aber auch Sekrete werden ausgeschieden. An den Berührungszellen verschmelzen die Membrane und es entsteht eine Öffnung. Der Inhalt wird nach Außen abgegeben einfache/freie Diffusion: Transport ohne Energieaufwand in Richtung des Konzentrationsgefälle Transfer durch Lipid-Doppelschicht Unspezifisch, d.h. Nicht selektiv Große und kleine hydrophobe Moleküle wie O2 und CO2 werden befördert Linearer Zusammenhang zwischen Transportgeschwindigkeit und dem Konzentrationsunterschied ● • Erleichterte Diffusion: ● Transfer nur in Richtung des Konzentrationsgefälle ohne Energieaufwand - Transport über Kanalproteine oder spezifische Proteincarrier Reversible Änderung der Carrier- Gestalt bei Substratbindung Spezifischer Transfer Schneller als die freie Diffusion - Transfer von Wassermolekülen durch hydrophile Tunnelproteine, die Aquaporine - Transfer auch großer, polarer Stoffe Sättigungskurve bei der grafischen Darstellung der Transportgeschwindigkeit gegen die Konzentration der Lösung; begrenzte Transportkapazität der Carrier als Ursache Aktiver Transport: Wird der Stoff von der Membranseite mit der niedrigen Konzentration zu der Seite mit höherer Konzentration durch die Membran geschleust, also gegen das Konzentrationsgefälle. Da dieser Transport gewissermaßen „bergauf“ erfolgt, benötigt man die Zufuhr von Energie aus dem Stoffwechsel der Zelle. Aktiver Transport ist nur durch Carrier möglich. - Transfer gegen das Konzentrationsgefälle unter ATP Verbrauch Spezifischer Transfer durch Carriermoleküle - Transport polarer Stoffe Primär aktiver Transport: Stoffe werden unter ATP- Spaltung direkt Transportiert Stoff und lonengradient wird erzeugt Sekundär aktiver Transport: - bei Rückdiffusion werden andere Moleküle gegen deren Konzentrationsgefälle mittransportiert Protonenpumpe ist die Voraussetzung für den sekundär aktiven Transport hohe Konzentration trations- einfache Diffusion über Kanal erleichterte Diffusion über Carrier passiver Transport niedrige Konzentration Abbildung 1 Aktive und passive Transportmechanismen Cotransport Energie primär sekundär Laktiver Transport außen Innen A Transportgeschwindigkeit erleichterte Diffusion freie Diffusion Konzentration in der Lösung Abb. 2.3: Freie Diffusion und erleichterte Diffusion Kanaltransport Lage in der Zellmembran sind Integrale Proteine, welche Transmembran sind Aufbau und Funktion Transportrichtung Transportierende Stoffe Signal- molekül Bindungs- stelle Polare Aminosäuren, Proteine kleinere, geladenen Teilchen transportieren sie in die Zelle rein oder raus - Tunnel > Transport Mit Kanal- protein Konzentrationsgefälle Ins Zell innere, ins Zell äußere kleinere, geladene Teilchen lonen > wechseln Kanäle ihre Raumstruktur (Konformation) Kanäle sind durch elektrische Spannung, Signalmoleküle gesteuert lon-O Wasser- molekül Aquaporin 1. Protonenpumpe (Uniport) P Wurzelhaar NO₂ 2. Nitrat-Carrier (Symport) außen NO, innen gradient COLTOO NO, NO, Carriertransport Sind Integrale Proteine, welche Transmembran sind Spezifisch für Moleküle, ändern ihre Raumstruktur > Substratspezifisch (Schlüssel- Schloss- Prinzip) NO, NO₂- Mit oder gegen das Konzentrationsgefälle, Ins Zell innere oder ins Zell äußere Zellinnenraum ATP Moleküle ADP + P Konzen- trations- transportierter Stoff (z. B. Glucose) NO, Carrier äußeres Milieu Cotransport Integrale Proteine, welche Transmembran sind NO₂ Spezifisch Transportieren nur ein bestimmtes Molekül in eine Richtung (Uniport) bestimmter Transport nur bei gleichzeitigen Transfer abläuft gleiche Richtung: Symport Gegensätzliche Richtung: Antiport Bestimmte Moleküle Lipid- doppelschicht außen innen

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So ein schöner Lernzettel 😍😍 super nützlich und hilfreich!

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Biomembran: Funktion: Grenzen Zellen bzw. Zellorganellen nach außen hin ab Ein unkontrollierter Stoffaustausch wird dadurch verhindert Es entstehen voneinander abgegrenzte Reaktionsräume (Kompartimente) Kompartimentierungsregel: an jede Membran grenzt auf der einen Seite ein plasmatischer und auf der anderen Seite ein nichtplasmatischer Raum an · Palsmatische Reaktionsräume: Proteinreich, tragen durch Besitz von DNA, RNA zur Proteinbiosynthese bei Nichtplasmatische Reaktionsräume: proteinarm, wasserreich Aufbau: ● Membranlipide: Lipiddoppelschicht: Grundstruktur für die Eigenschaften > Stabilität, Flexibilität, Durchlässigkeit Unpolare teile im inneren, polare Köpfe ragen nach außen zur wässrigen Phase Zusammenhalt zwischen den Molekülen: hydrophobe Wechselwirkungen Membran besitzt eine zähflüssige Konsistenz Mit steigender Temperatur: Beweglichkeit nimmt zu Sinkende Temperatur: verfestigt sich die Membran wird gelartig Tierischen Zellen: Cholesterin sorgt, dass bei Temperaturschwankungen der Flüssigkeitszustand konstant bleibt Membranproteine: Sind unregelmäßig in die Doppelschicht eingebaut Groß und weniger beweglich Proteine die mehr oder weniger in die Membran hineinragen (integrale Proteine), hydrophobe Wechselwirkungen gebunden und in der Membran verankert - Periphere Proteine: stehen nur locker mit der Membran in Kontakt Proteine bestimmen die jeweilige Funktion der Membran ● › Proteine: Porenproteine: sorgen dafür, dass Öffnungen in der Membran wie die Kernporen geöffnet bleiben Transportproteine: befördern Stoffe sehr spezifisch durch die Membran oder bilden Kanäle für den Stoffaustausch Rezeptorproteine: besitzen Bindungsstellen für bestimmte Moleküle zum Austausch von Informationen zwischen Zellen. Binden solche chemische Signale wie Hormone oder Nervenüberträgerstoffe (Neurotransmitter) von außen an den passenden Rezeptor, löst das eine Reaktion innerhalb der Zelle aus Enzyme: als Membranbestandteile beschleunigen Stoffwechselreaktionen z.B....

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Da dieser Transport gewissermaßen „bergauf“ erfolgt, benötigt man die Zufuhr von Energie aus dem Stoffwechsel der Zelle. Aktiver Transport ist nur durch Carrier möglich. - Transfer gegen das Konzentrationsgefälle unter ATP Verbrauch Spezifischer Transfer durch Carriermoleküle - Transport polarer Stoffe Primär aktiver Transport: Stoffe werden unter ATP- Spaltung direkt Transportiert Stoff und lonengradient wird erzeugt Sekundär aktiver Transport: - bei Rückdiffusion werden andere Moleküle gegen deren Konzentrationsgefälle mittransportiert Protonenpumpe ist die Voraussetzung für den sekundär aktiven Transport hohe Konzentration trations- einfache Diffusion über Kanal erleichterte Diffusion über Carrier passiver Transport niedrige Konzentration Abbildung 1 Aktive und passive Transportmechanismen Cotransport Energie primär sekundär Laktiver Transport außen Innen A Transportgeschwindigkeit erleichterte Diffusion freie Diffusion Konzentration in der Lösung Abb. 2.3: Freie Diffusion und erleichterte Diffusion Kanaltransport Lage in der Zellmembran sind Integrale Proteine, welche Transmembran sind Aufbau und Funktion Transportrichtung Transportierende Stoffe Signal- molekül Bindungs- stelle Polare Aminosäuren, Proteine kleinere, geladenen Teilchen transportieren sie in die Zelle rein oder raus - Tunnel > Transport Mit Kanal- protein Konzentrationsgefälle Ins Zell innere, ins Zell äußere kleinere, geladene Teilchen lonen > wechseln Kanäle ihre Raumstruktur (Konformation) Kanäle sind durch elektrische Spannung, Signalmoleküle gesteuert lon-O Wasser- molekül Aquaporin 1. Protonenpumpe (Uniport) P Wurzelhaar NO₂ 2. Nitrat-Carrier (Symport) außen NO, innen gradient COLTOO NO, NO, Carriertransport Sind Integrale Proteine, welche Transmembran sind Spezifisch für Moleküle, ändern ihre Raumstruktur > Substratspezifisch (Schlüssel- Schloss- Prinzip) NO, NO₂- Mit oder gegen das Konzentrationsgefälle, Ins Zell innere oder ins Zell äußere Zellinnenraum ATP Moleküle ADP + P Konzen- trations- transportierter Stoff (z. B. Glucose) NO, Carrier äußeres Milieu Cotransport Integrale Proteine, welche Transmembran sind NO₂ Spezifisch Transportieren nur ein bestimmtes Molekül in eine Richtung (Uniport) bestimmter Transport nur bei gleichzeitigen Transfer abläuft gleiche Richtung: Symport Gegensätzliche Richtung: Antiport Bestimmte Moleküle Lipid- doppelschicht außen innen