Biomembranen sind in eukaryotischen und prokaryotischen Zellen vorhanden.
Sie trennen den Innenraum der Zelle vom Extrazellulärraum und umhüllen Zellorganellen wie Mitochondrien und Golgi-Apparat.
Aufbau der Biomembran
Doppelschicht aus Phospholipiden:
Amphipathischer Aufbau (wasserliebender und wassermeidender Anteil).
Bilden Doppelschichten in wässriger Umgebung.
Membranbestandteile:
Phospholipide:
Mit Phosphorsäure verknüpft.
Unterscheidung zwischen Phosphoglyceriden und Sphingomyelinen (vor allem in Nervenzellen).
Glykolipide:
Kovalent an Kohlenhydrate gebunden, dienen als Erkennungssignal.
Cholesterin:
Beeinflusst die Fluidität der Biomembran.
Membranproteine
Unterscheidung zwischen:
Integralen Membranproteinen:
Durchspannen die Lipid-Doppelschicht (Kanalproteine, Transmembran-Proteine, Rezeptor-Proteine).
Peripheren Membranproteinen:
Binden an integrale Proteine oder Phospholipide, liegen auf der Membran.
Flüssig-Mosaik-Modell:
Phospholipide und Proteine können sich lateral bewegen (laterale Diffusion).
Fluidität variiert je nach Temperatur und Fettsäurezusammensetzung.
Funktionen der Biomembran
Kompartimentierung:
Bildung abgegrenzter Kompartimente für Reaktionen und Speicherung.
Selektive Durchlässigkeit:
Semipermeable Membran für bestimmte Stoffe.
Kleine unpolare Moleküle (z. B. O2, CO2) können durchdringen (Diffusion).
Größere oder geladene Moleküle benötigen spezielle Membranproteine.
Transport kann passiv oder aktiv (unter Verbrauch von ATP) sein.
Oberflächenvergrößerung:
Mikrovilli erhöhen die Oberfläche für Stoffaufnahme/-abgabe.
Zellkommunikation:
Glycokalix (Kohlenhydrate) und Gap Junctions ermöglichen Stoffaustausch.
Mechanische Stabilität:
Tight Junctions und Desmosomen sorgen für den Zusammenhalt zwischen Zellen und Abdichtung von Zellverbänden.
Endomembransystem
Verschiedene membranumhüllte Zellkompartimente in eukaryotischen Zellen.
Direkt oder über Vesikeltransport verbunden, ermöglicht gegenseitigen Stoffaustausch (insbesondere von Proteinen).
Fazit
Biomembranen haben eine zentrale Rolle im Zellaufbau und in der Funktion, indem sie Zellen strukturieren und den Stofftransport sowie die Kommunikation ermöglichen.