Flüssig-Mosaik-Modells die Struktur und Funktion einer Biomembran?
Hallo,
kann mir jemand bei der Aufgabe helfen ich versteh den Text vom Buch leider nicht so ganz
Beschreiben Sie mithilfe des Flüssig-Mosaik-Modells die Struktur und Funktion einer Biomembran
2 Antworten
Moin,
eine Biomembran besteht grundsätzlich aus Lipidmolekülen (in der Regel Phospholipidmolekülen), Proteinen und Oligosaccharidketten.
Die Lipidmoleküle bestehen ihrerseits aus einem hydrophilen (lipophoben) „Kopf” und zwei hydrophoben (lipophilen) „Schwänzen”, Chemisch beschrieben sind bei einem Phospholipid an ein Glycerin-Grundgerüst eine Phosphatgruppe und zwei Fettsäuren verestert. Das Glycerin-Grundgerüst und die Phosphatgruppe bilden den hydrophilen „Kopf”, während die beiden Fettsäure-Reste die hydrophoben „Schwänze” ergeben.
Da eine Biomembran in wässrigen Milieus vorkommt, legen sich die Lipidmoleküle so aneinander, dass die hydrophilen Köpfe beisammen zum umgebenden wässrigen Milieu hin ausgerichtet sind. Dadurch lagern sich auch die hydrophoben Schwänze aneinander. Dies geschieht aber nicht nur in einer einfachen Reihe, sondern es entsteht eine Doppellipidschicht, bei der eine Reihe von Lipidmolekülen umgedreht zu einer anderen Reihe angeordnet ist, wobei jeweils die hydrophilen Köpfe zur jeweiligen Seite nach außengerichtet sind und die hydrophoben Schwänze innen liegen.
Diese Doppellipidschicht ist keine starre Wand. In die Hülle sind Proteine eingelagert, die quasi auf der Doppellipidschicht schwimmen (periphere Oberflächenproteine) oder in der Doppellipidschicht treiben (integrale Proteine).
Sowohl an die hydrophilen Köpfe als auch an die Proteine können noch Zuckerketten (Olipo- bis Polysaccharide) gebunden sein (Glycokalyx).
Da die Lipidmoleküle und die Proteine keine festen Plätze einnehmen, sondern eher eine flüssige Barriere darstellen, wobei die einzelnen Bauelemente wie ein Mosaik zusammengesetzt sind, bezeichnet man das Ganze als Flüssig-Mosaik-Modell (fluid-mosaic-model).
Aus diesem Aufbau resultieren verschiedene Funktionen der Biomembran. Das kommt daher, dass es sehr verschiedene Proteine und Zuckermolekülketten gibt, die verschiedene Optionen bieten.
Bei den Proteinen gibt es Kanalproteine, durch die bestimmte Stoffe (Teilchen) von einer Seite der Membran auf die andere Seite gelangen können. Darüber hinaus gibt es auch Carrier, die eine ähnliche selektive Transportmöglichkeit bieten. Und es gibt Pumpenproteine, die Teichen regelrecht hinein- oder hinauspumpen.
Die Protein- und Zuckereinlagerungen ergeben ein Oberflächenrelief, das zur Erkennung von Zellen dient.
Und schließlich gibt es Proteine, die auf der einen Seite Andockstellen für Botenstoffe haben und dann (durch eine Konformationsänderung) auf die andere Seite eine Reaktion vermitteln.
All das führt zu folgenden Funktionsmöglichkeiten:
Eine Biomembran...
- ... sorgt für die Abgrenzung von Zellen oder Zellräumen (Organellen) und somit für eine Kompartimentierung. Nicht jeder Stoff kann diese Membran frei passieren.
- ... gestattet eine kontrollierte Regelung eines Stoffaustauschs zwischen Zellen und ihrer Umgebung, zwischen Zellen untereinander oder zwischen Organellen und dem Cytoplasma.
- ... ermöglicht durch den Einbau von Enzymen oder anderen Proteinen einen geordneten Ablauf von Reaktionsketten (vgl. Fotosynthese oder Zellatmung).
- ... kann zum Aufbau von elektrischen Potenzialen genutzt werden (vgl. Neurobiologie).
- ... lässt die Erkennung von Nachbarzellen oder Fremdzellen zu, was eine wesentliche Funktion in der Immunbiologie darstellt (Erkennen von körpereigenen und körperfremden Zellen).
- ... gestattet das Andocken von Hormonen oder das Erkennen von Signalen (Rezeptorproteine und Hormonhaushalt).
LG von der Waterkant
- Die Biomembran besteht aus einer Doppellipidschicht. Hergestellt hauptsächlich aus Fettsäuren und Proteinen. Fettsäuren haben einen polaren Kopf und einen unpolaren Schwanz.
- Die Hauptfunktion besteht darin, den zellularen und den extrazellulären Raum zu trennen und einen bestimmten Konzentrationsgradienten beizubehalten.