Wie eine Biomembran aufgebaut ist und welche Funktionen sie in unseren Zellen erfüllt, erfährst du jetzt. Du willst die besten Lernvideos für Schüler und Studenten? Dann komm auf studyflix.de oder hol dir unsere kostenlose App. Du findest Biomembranen sowohl in eukaryotischen als auch in prokaryotischen Zellen. Du kannst sie dir als eine Trennschicht vorstellen.
Sie grenzt den Innenraum der Zellen von ihrem Außenraum, auch Extrazellulärraum genannt, ab. Außerdem umhüllt sie Zellorganellen wie die Mitochondrien oder den Golgi-Apparat und trennt diese vom Rest der Zelle. Die Biomembran ist eine Doppelschicht, die aus Phospholipiden besteht.
Das sind kleine Moleküle mit einem amphipatischen Aufbau. Darunter kannst du verstehen, dass sie sowohl einen wasserliebenden als auch einen wassermeidenden Anteil besitzen. Sie bilden in wässriger Umgebung Doppelschichten aus. In diese sind außerdem Membranproteine und Kohlenhydrate ein-oder aufgelagert.
Zu den wichtigsten Aufgaben einer Biomembran gehört die Bildung geschlossener Räume, sogenannter Kompartimente. In ihnen können Stoffe wie zum Beispiel Wasser oder Giftstoffe gespeichert werden. Es können aber auch Reaktionen ablaufen, wie zum Beispiel Energieumwandlung in den Mitochondrien oder den Chloroplasten.
Eine weitere Aufgabe der Biomembran ist der Stofftransport innerhalb und außerhalb der jeweiligen Kompartimente. Gut, schauen wir uns zunächst den Aufbau etwas genauer an. Biomembranen bilden immer eine geschlossene Struktur. Außerdem sind sie asymmetrisch aufgebaut.
Darunter kannst du verstehen, dass eine Seite dem Zellplasma zugewandt ist, nämlich die plasmatische Seite. Die andere, sprich die extraplasmatische Seite, ist dem Zellplasma abgewandt. Wie du bereits weißt, bestehen alle Biomembranen aus einer Doppelschicht von Membranlipiden. Die unpolaren Schwanzgruppen der Lipide lagern sich im Inneren aneinander und die hydrophilen Kopfgruppen orientieren sich nach außen zu den ebenfalls polaren Wassermolekülen.
Du kannst hier zwischen drei Hauptgruppen unterscheiden, den Phospholipiden, den Glykolipiden und Cholesterin. Phospholipide sind mit Phosphorsäure verknüpft. Je nach chemischer Struktur kannst du hier zwischen den Phosphoglyceriden und den Swingomyelinen differenzieren.
Die Swingomyeline kommen vor allem in Zellmembranen von Nervenzellen vor. Glykolipide sind Lipide, die kovalent an Kohlenhydrate gebunden sind. Diese Kohlenhydrateinheiten befinden sich außerhalb der Zellmembran.
der Membran und dienen als Erkennungssignal für eine Wechselwirkung inzwischen Zellen. Cholesterin ist ein Steroid, das fast immer in Biomembranen der Eukaryoten zu finden ist. Es beeinflusst dort die Dickflüssigkeit oder auch Fluidität der Membran.
Neben den Membranlipiden findest du in Biomembranen verschiedene Proteine. Sie sind unter anderem für den Stofftransport zuständig. Du kannst hier vor allem zwischen integralen und peripheren Membranproteinen unterscheiden. Integrale Proteine durchspannen die Lipid-Doppelschicht oder dringen teilweise in sie ein.
Dazu zählen Kanalproteine, Transmembran-Proteine und Rezeptor-Proteine. Periphere Proteine binden entweder an integrale Proteine oder an Phospholipid-Moleküle. Sie liegen auf den Schichten, also durchdringen die Membran nicht. Laut dem Flüssig-Mosaik-Modell sind sowohl die Phospholipide als auch die Proteine in der Lage, sich seitlich frei zu bewegen. Den Vorgang kannst du auch als laterale Diffusion bezeichnen.
Diese Fließfähigkeit, auch Fluidität genannt, variiert je nach Temperatur oder Zusammensetzung der Fettsäuren. Je größer die Fluidität, desto dünnflüssiger und damit durchlässiger ist die Biomembran. Sehr gut. Schauen wir uns jetzt ihre Funktion an.
Biomembranen besitzen zahlreiche Aufgaben. Fangen wir mit der Kompartimentierung an. Biomembranen bilden abgegrenzte Kompartimente, woraus sich Reaktions-oder Speicherräume mit unterschiedlichen Eigenschaften ergeben.
Außerdem sind biologische Membranen nur für bestimmte Stoffe durchlässig, für andere jedoch nicht. Du kannst sie deshalb auch als semipermeable Membran bezeichnen. Diese selektive Durchlässigkeit für die jeweiligen Substanzen hängt vor allem von ihrer Molekülgröße und Polarität bzw.
Ladung ab. Kleine unpolare Moleküle wie Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid können die hydrophobe Doppelschicht ungehindert durchdringen. Das kannst du auch Diffusion nennen.
Viele größere oder geladene Moleküle sind nicht in der Lage, Biomembranen ungehindert zu passieren. Hier bietet sich die Möglichkeit, über spezielle Membranproteine die Membranen zu durchqueren. Es ist entweder ein passiver Transport ohne äußere Energiebeteiligung oder ein aktiver Transport unter Spaltung von ATP, also mit äußerer Energiebeteiligung möglich. Eine weitere wichtige Funktion der Biomembranen besteht darin, durch kleine Ausstülpungen innerhalb der Membran mehr Oberfläche zu generieren.
Diese fadenförmigen Ausstülpungen kannst du auch als Mikrovilli bezeichnen. Durch die größere Oberfläche können die Zellenstoffe besser aufnehmen oder abgeben. Das spielt beispielsweise im Darm eine große Rolle.
Außerdem unterstützen Biomembranen die Kommunikation zwischen zwei Zellen oder Kompartimenten. Beim Stoffaustausch spielt der Kohlenhydratanteil an der Außenseite der Membran, die sogenannte Glycokalix, eine große Rolle. Zudem sorgen Proteinkanäle zwischen zwei Plasmamembranen, die Gap Junctions, für einen schnellen Stoffaustausch zweier Zellen.
Für die mechanische Stabilität, also den Zusammenhang zwischen Zellen, sind zwei weitere Zellverbindungen zuständig, die Tide Junctions und die Desmosomen. Tidejunctions dienen zudem zur Abdichtung von Zellverbänden. Das verhindert, dass Stoffe ungehindert die jeweiligen Kompartimente verlassen können.
Das ist unter anderem in Verdauungsorganen wichtig. Widmen wir uns zum Schluss noch dem Endomembransystem oder auch inneres Membransystem genannt. Darunter kannst du dir verschiedene membranumhüllte Zellkompartimente in eukaryotischen Zellen vorstellen. Sie sind entweder direkt miteinander oder über einen Vesikeltransport verbunden. Unter einem Vesikel kannst du dir kleine runde Bläschen vorstellen.
Dadurch kann ein gegenseitiger Stoffaustausch insbesondere von Proteinen stattfinden. Jetzt weißt du, wie Biomembranen aufgebaut sind und kennst ihre wichtigsten Funktionen. Dir hat das Video gefallen? Für mehr kostenlose Videos komm auf studyflix.de und hol dir unsere App.