Biomembran: Definition und Aufbau
Eine Biomembran ist eine universelle Struktur in allen Zellen, die aus einer Phospholipid-Doppelschicht besteht und den Innenraum der Zelle vom Außenraum trennt oder einzelne Zellkompartimente abgrenzt.
Der Aufbau der Biomembran ist komplex und asymmetrisch:
- Eine Seite ist dem Cytoplasma zugewandt (plasmatische Seite), die andere abgewandt (extraplasmatische Seite).
- Die Hauptbestandteile sind eine flüssige Lipiddoppelschicht mit eingelagerten speziellen Proteinen.
- Integrale Proteine durchspannen die Lipiddoppelschicht oder dringen in sie ein.
- Periphere Proteine binden an integrale Proteine oder Phospholipidmoleküle.
Example: Kanalproteine und Transmembranproteine sind Beispiele für integrale Proteine, die für den Stofftransport über die Membranen zuständig sind.
Die Membranlipide, hauptsächlich Phospholipide, Glykolipide und Cholesterin, haben einen amphipathischen Aufbau mit hydrophilen und hydrophoben Anteilen. In wässrigen Medien bilden sie Doppelschichten aus.
Vocabulary: Amphiphil bezeichnet Moleküle mit sowohl wasserliebenden (hydrophilen) als auch wassermeidenden (hydrophoben) Anteilen.
Das Flüssig-Mosaik-Modell beschreibt die Biomembran als flüssige Phospholipid-Doppelschicht mit eingelagerten Membranproteinen, die sich seitlich frei bewegen können (laterale Diffusion).
Biomembran Funktion
Biomembranen erfüllen zahlreiche lebenswichtige Funktionen:
- Kompartimentierung: Bildung abgegrenzter Reaktions- oder Speicherräume mit unterschiedlichen Eigenschaften.
- Selektive Durchlässigkeit: Kontrolle des Stoffaustauschs zwischen Zelle und Umgebung.
- Membrantransport: Gezielte Beförderung von Substanzen durch die Membran.
- Oberflächenvergrößerung: Erhöhung der Reaktionsfläche für biochemische Prozesse.
Example: Die Vakuole dient der Speicherung verschiedener Stoffe und der Regulation des Wasserhaushalts, während die Membranen von Mitochondrien oder Chloroplasten an der Energieumwandlung beteiligt sind.
Die Fluidität der Membran, die von Temperatur und Fettsäurezusammensetzung abhängt, beeinflusst ihre Durchlässigkeit und damit ihre Funktionen.
Highlight: Je größer die Fluidität, desto dünnflüssiger und durchlässiger ist die Biomembran.
