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Biomembran


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Biomembranen sind häutchenartige Abgrenzungsstrukturen des Cytoplasmas die eine lebende Zelle von außen umgeben und auch ihr durchziehen.

Folgende Eigenschaften und Funktionen sind für kennzeichnend:

1. Biomembranen sorgen für eine Kompartimentierung der Zelle: Jede Zelle enthält zahlreiche gestaltete Reaktionsräume ( Kompartimente ) die gegeneinander durch Biomembranen abgegrenzt sind.

2. Folgende Regel gilt für die Alle Biomembranen trennen einzig und allein Plasma (plasmatische Phasen) von Nichtplasma (nichtplasmatischen Phasen)

3. Biomembranen haben vor allem zwei

  • Sie stellen als semipermeable Strukturen eine Diffusionsbarriere dar und halten ein Konzentrationsgefälle zwischen verschiedenen Zellkompartimenten aufrecht.
  • Sie dienen der Transportvermittlung und regulieren den Stoffaustausch zwischen den

4. Die Permeabilitätseigenschaften der Membran und die Lipid-Filter-Theorie

  • Kleine hydrophile Moleküle dringen leicht durch die Membran. sie besteht eine Siebwirkung. Die Membranen müssen winzigen Poren (Durchmesser ca. 0 4 nm) durchsetzt
  • Hydrophile Moleküle mit einer Molekülmasse von über u können die meisten Membranen nicht mehr
  • Da fettlösliche Stoffe sogar größere lipophile Moleküle die Membran ziemlich leicht passieren ein Großteil der Membran aus Lipiden aufgebaut sein. Lipidlösungsmittel und Lipasen zerstören Membranen.

5. Der Bau einer Biomembran

  • 1935 stellten Danielli und Davson ein klassisches Modell zum Bau einer vor: Die Biomembran besteht aus einer bimolekularen Lipidschicht . Die hydrophoben Schwänze der Lipide stehen gegenüber die hydrophilen Köpfe sind von Proteinen überzogen. Kurz: Protein - Lipiddoppelschicht - ("Sandwich"-Struktur).

  • Elektronenmikroskopische Aufnahmen von Biomembranen lassen einen dreischichtigen erkennen: zwei dunkle äußere Schichten und eine helle Schicht je ca. 2 5 nm

  • 1972 entwicklten Singer und Nicolson das noch heute gültige Flüssig-Mosaik-Modell ("fluid mosaic model") für eine Biomembran: Globuläre Proteinmoleküle "schwimmen" in einem bimolekularen Lipidfilm. Der verhält sich wie eine zähe Flüssigkeit die sind parallel der Membranebene beweglich ebenso können die Proteinmoleküle im Film verlagern. Membranen werden auch als zweidimensionale Flüssigkeiten bezeichnet. Einige Proteine reichen durch die hindurch und bilden Ionenkanäle ( Tunnelproteine ) andere sitzen in der Membran wobei Bezirke an ihrer Oberfläche mit den hydrophoben der Lipidmoleküle in Wechselwirkung treten können und Bezirke nach außen gekehrt werden. Periphere Proteine sind der Lipiddoppelschicht aufgelagert.

Jede Zelle kann sich mit Hilfe Oberflächenproteine sozusagen nach außen hin "ausweisen" und so von den anderen Zellen erkannt. Zur hängen an der Außenseite der Zellmembran oft zusätzlich kurzkettige teilweise bäumchenartig verzweigte Kohlenhydratverbindungen an den Eiweißen und an den Man spricht dann von Glykoproteinen und Glykolipiden. Die nach außen ragenden der Zellmembran haben vielfach Rezeptor -Funktion.

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