Zellmembran

Die Plasmamembran, auch Zellmembran genannt, hat viele Funktionen. Ihre grundlegendste Funktion ist es, das Zellinnere von der Umgebung abzugrenzen und so die Zellfunktion zu ermöglichen. Die Plasmamembran ist semipermeabel. Das bedeutet, dass die Zellmembran manchen Stoffen ermöglicht, die Zellmembran frei zu passieren, während andere Stoffe spezifische Strukturen und manchmal sogar Energie benötigen, um die Plasmamembran zu passieren.

Eine der anspruchsvollsten Funktionen der Plasmamembran ist die Signalweiterleitung über komplexe, integrale Proteine, die Rezeptoren genannt werden. Diese Proteine können sowohl als Empfänger extrazellulärer Signale dienen, als auch als Aktivatoren intrazellulärer Vorgänge. Diese Membranrezeptoren stellen extrazelluläre Bindungsstellen für Effektoren wie Hormone und Wachstumsfaktoren dar und aktivieren durch Bindung dieser Effektoren bestimmte Signalkaskaden.

Das Flüssig-Mosaik-Modell (Abbildung 1) beschreibt die Struktur der Plasmamembran als ein Mosaik von Komponenten, einschließlich Phospholipiden, Cholesterin, Proteinen und Kohlenhydraten, die der Membran einen flüssigen Charakter verleihen. Plasmamembranen sind zwischen 5 und 10 nm dick.

Die äußeren Schichten der Membran, die nach außen zum Extrazellularraum und nach innen in den Intrazellularraum zeigen, sind hydrophil. Im Gegensatz dazu ist das Innere der Zellmembran hydrophob und stößt Wasser ab. Aus diesem Grund bilden die Phospholipide eine hervorragende doppelschichtige Zellmembran, die die Flüssigkeit in der Zelle von der Flüssigkeit außerhalb der Zelle abgrenzt.

Flüssig-Mosaik-Modell der Zellmembran. Das Modell zeigt die zwei Phospholipid-Schichten, die die Membran bilden und verschiedene andere Komponenten, die in der Membran eingebettet sind. Glykoproteine sind in die äußere Schicht der Membran eingebettet. Sie bestehen aus einem runden Protein in der Membran und einer verzweigten Kohlenhydratkette, die in die extrazelluläre Umgebung ragt. Glykolipide stellen die Lipide dar, die die äußere Schicht der Membran bildet. Sie besitzen ebenfalls eine Kohlenhydratkette, die in die extrazelluläre Umgebung ragt. Periphere Membranproteine sind in eine der Membranschichten eingebettet. Integrale Proteine bilden eine rohrartige Struktur, die sich durch beide Schichten der Zellmembran zieht. Kanalproteine bestehen aus einer tunnelartigen Struktur, die in der Membran eingebettet ist und beide Schichten durchspannt. Sie haben Öffnungen zur extrazellulären und intrazellulären Seite der Membran und ermöglichen so, dass Moleküle die Membran passieren können. Cholesterin ist ein Lipid, das in die Doppelschicht eingebettet ist, mit den hydrophoben Schwänzchen der Phospholipide.

Abbildung 1: Das Flüssig-Mosaik-Modell der Plasmamembran beschreibt die Plasmamembran als eine flüssige Kombination aus Phospholipiden, Cholesterin und Proteinen. Kohlenhydrate, die an Lipide (Glykolipide) oder an Proteine (Glykoproteine) gebunden sind, ragen aus der äußeren Schicht der Membran in die extrazelluläre Umgebung.


Quellenangabe

Der Inhalt dieser Theorieseiten wurde auf Grundlage der Quellen zusammengestellt, die uns freundlicherweise zur Verfügung gestellt wurden von: OpenStax Hochschule, Biologie. (OpenStax CNX. 13. März 2015)