Entwicklung vom Biomembranmodell

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und die hydrophoben Schwänze in die Luft zeigen. → Auf diese Weise stellte er künstliche Phospholipidmembranen her. Zur Beschreibung der Anordnung von Lipidmolekülen in Zellmembranen war dies nicht geeignet, da diese auf beiden Seiten von wässrigen Lösungen umgeben sind. → Gorter und Grendel erweiterten das Modell. Sie hatten den Gehalt an Phospholipiden in roten Blutkörperchen gemessen und kamen zu dem Schluss, dass die Zellmembran eine Lipiddoppelschicht ist. Spätere chemische Analysen der Membran ergaben, dass sie sowohl aus Lipiden als auch aus Proteinen besteht. In den 1950er Jahren erweiterten die Forscher Davson und Danielli das Bilayer- Modell zum so genannten Sandwich-Modell. ➜ Dieses besagt, dass die Lipid-Doppelschicht beidseitig von einer starren Proteinschicht bedeckt ist. ➜ Auch die ersten Aufnahmen mit Elektronenmikroskopen unterstützten dieses Modell, so dass das Sandwich-Modell viele Jahre Bestand hatte. 1) Chemische Analysen zeigten, dass Membranen unterschiedlicher Herkunft verschiedene Mengenverhältnisse von Lipiden und Proteinen aufweisen. 2) Viele Membranproteine sind viel weniger wasserlöslich als nach dem Modell angenommen. Sie haben nicht nur hydrophile, sondern auch hydrophobe Bereiche. 3) Die Zusammensetzung der Lipide unterscheidet sich zwischen verschiedenen Membranen. Auch im Elektronenmikroskop sehen nicht alle Membranen gleich aus. 3. Beschreiben Sie die Erweiterungen, die das Flüssig-Mosaik- Modell seit der Veröffentlichung erfahren hat. Stellen Sie weiterhin dar, welche experimentellen Befunde diese Erweiterungen nötig machten. Die Frage, wie sich die Zellen gegenseitig erkennen, führte zur Erweiterung des Flüssigkeitsmosaikmodells. Demnach sind Kohlenhydratketten an der Membranoberfläche gebunden. Außerdem machen Kohlenhydrate etwa 10 % der Masse der Plasmamembran aus. Diese befinden sich an der Zelloberfläche und sind an Glykoproteine und Glykolipide gebunden. Mit Hilfe der spezifischen Kohlenhydratmuster erkennt das Spermium die Eizelle und das Immunsystem kann zwischen fremden und körpereigenen Zellen unterscheiden. Die spezifischen Proteine der Epithelzellen finden sich nur auf der dem Darminneren zugewandten Seite. Dies ist eine weitere Beobachtung, die zur Erweiterung des Modells beiträgt. Die Seiten der Zelle, die an andere Körperzellen grenzen, haben dagegen andere Membranproteine, was der Aussage des Modells, die besagt, dass sich Proteine in der Lipiddoppelschicht frei bewegen können, widerspricht. Die Beweglichkeit von Proteinen wird durch verschiedene Mechanismen eingeschränkt. Die Nachbarzellen sind von einem Bereich (Tight Junctions) umgeben, den die Proteine nicht verlassen können. Einige Proteine können zusammenhängende Gruppen, auch Aggregate genannt, bilden, die sich aufgrund ihrer Größe nur sehr langsam in der Lipiddoppelschicht bewegen können. Die einzelnen Proteine können auch fixiert sein, da diese an Makromoleküle auf einer Seite der Membran gebunden sind. Durch das dichte Netzwerk aus Cytoskelettfasern auf der cytoplasmitischen Seite, können an vielen Stellen die Cytoskelettfasern mit Membranproteinen verbunden sein. Auch die molekularen Fasern der extrazellulären Matrix sind mit Membranproteinen verknüpft. Die eng anliegenden Cytoskelettfasern dienen als Begrenzung für die Membranbereiche. Weiterhin behindern die Filamente die Bewegung von Membranproteinen. Auch die Lipide sind mosaikartig angeordnet. Bereiche wie Inseln oder Rafts aus Lipiden sind von flüssigen Bereichen umgeben, in denen Proteine konzentriert sind, die räumlich eng miteinander interagieren. 4. Recherchieren Sie in ihrem Biologie-Buch/im Internet, welche Merkmale ein (naturwissenschaftliches) Modell kennzeichnen. → Es ist eine Vereinfachung des Originals und damit der Wirklichkeit. ➜ In einigen Eigenschaften stimmt das Modell mit dem Original überein, in anderen nicht. → Bei dieser Abstraktion werden für den jeweiligen Zweck wichtige Teile hervorgehoben und weniger wichtige Teile unterdrückt. → Ein Modell ist weder richtig noch falsch, sondern nur für einen bestimmten Zweck geeignet oder nicht geeignet. Modelle sind ein Mittel zur Gewinnung neuer Erkenntnisse. → Man kann mithilfe eines Modells Erscheinungen erklären und voraussagen. ➜ Ein Modell ist eine abstrahierte Beschreibung eines realen oder geplanten Systems, welche die für eine bestimmte Zielsetzung wesentlichen Eigenschaften des Systems enthält. Modelle bilden einen Ausschnitt eines komplexen Systems, das in seiner Gesamtheit kaum zu überschauen ist, idealistisch und abstrahiert ab. → Die als relevant angesehenen Struktur- und Verhaltensmerkmale des Originals werden übernommen.