am Puls Biologie 5, Schulbuch

22 Flüssige Mosaike Die eigentliche Fläche der Biomembranen be- steht aus der zuvor angesprochenen Doppel- schicht von Membranlipiden. Für den Stofftransport durch eine solche Mem- bran sind aber zusätzliche Bauteile nötig: Mem- branproteine ( k Abb. 14 a–c) üben vielfältige Funktionen aus. Einige von ihnen sind sozusagen Türen in der Membran. Meist sind es „intelligente Türen“, die auswählen, welche Moleküle passie- ren dürfen, oder die sogar aktiv Moleküle durch die Membran befördern. Sie sind also selektiv. Andere Proteine sind Rezeptoren, an die be- stimmte Moleküle (zB Hormone) andocken kön- nen und dadurch auf der anderen Seite der Membran eine Reaktion auslösen. Generell wird zwischen integralen Proteinen (sitzen innerhalb der Membran) und peripheren Proteinen (sind der Membran aufgelagert) unterschieden. Außer Proteinen sitzen auch Kohlenhydrate an der Membran ( k Abb. 14d, e). Diese dienen oft der Erkennung von Zellen untereinander. Ebenso spielen sie bei der Erkennung von fremden Zel- len durch das Immunsystem eine wichtige Rolle: Sie markieren eine Zelle nach außen. Weiterhin können auch Kohlenhydrate als Signalmoleküle an Rezeptoren binden und bestimmte Reak- tionen in einer Zelle auslösen. Kohlenhydrate können direkt mit den Lipiden verknüpft sein (Glykolipide) oder sie sind an Proteine gebunden (Glykoproteine). All diese Bestandteile sind nicht an bestimmte Positionen in der Membran gebunden. Sie kön- nen innerhalb der Membran seitwärts wandern wie Eisberge, die im Wasser schwimmen. Diese Beweglichkeit wird auch durch den gebräuch- lichen Namen des Membranmodells betont: Flüssig-Mosaik-Modell . Diese Dynamik hat viele Vorteile. Sie macht Membranen elastisch und damit widerstands- fähig: Wird durch eine mechanische Verletzung ein Loch in die Membran gestoßen, fließen die Moleküle zueinander und verschließen das Loch sofort. Ebenso können frei bewegliche Proteine (und auch Kohlenhydrate) sich nach Bedarf an- einanderlagern oder Zellen miteinander ver- knüpfen ( k Abb. 14 f). Bei tiefen Temperaturen erstarren Membranen zunehmend. Dem können Pflanzen und Bak- terien durch Verwendung anderer Fettsäuren entgegenwirken. Tiere lagern Cholesterol ( k Abb. 14g) als Membranbestandteil ein, um die Membran geschmeidig zu halten. Biomembranen enthalten Proteine als Schleusen und Rezeptoren sowie Kohlenhydrate als Markierungen Abb.14: Die Biomem- bran besteht aus einer Lipid-Doppelschicht mit ein- und aufgela- gerten Proteinen. Sie ist eine dynamische Struktur, in der sich die Proteine bewegen können. Die hydrophi- len „Köpfe“ der Lipide sind blau, die lipophi- len „Schwänze“ gelb dargestellt. Zellinnenraum äußeres Milieu Zellinnenraum e f g c a b Manche integralen Proteine tauchen nur teilweise in die Lipid- doppelschicht ein. Transmembranproteine durchspannen als integrale Proteine mit ihren hydro- phoben Bereichen die gesamte Lipid- doppelschicht und ragen mit ihren hydro- philen Bereichen auf beiden Seiten der Membran heraus. d Manche Proteine (Glykoproteine) tragen Kohlenhydratketten. Manche Lipide (Glykolipide) tragen Kohlenhydratketten. Cholesterolmoleküle machen die Lipid- schicht flüssiger. Periphere Proteine sind der Membran nur aufgelagert Membranproteine können Zellen miteinander verknüpfen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv