Merkmale von Membranen
2 dimensionale Flüssigkeiten mit lateraler Bewegung 8 nanometer dick selektiv permeabel undurchlässig für hydrophile Moleküle umschliesst immer einen Raum und entsteht nicht neu sondern durch teilung extraplasmatische Seite und plasmatische Seite
Membranlipidklassen
Phospholipide: bestehen aus einem Gerüst aus Glycerin. an 2 der Hydroxygruppen sind Fettsäuren verestert. Am 3. befindet sich eine hydrophile Phosphatgruppe (Abbildung im Ordner) Sphingolipide: Derivate des Sphingosin. Dabein handelt es sich um einen ungesättigten Aminoalkohol dessen Amin mit sich mit einer Fettsäure verbindet. Die Hydroxygruppen kann verschiedenartig verestert sein. Sphingolipide sind wie Phospholipide amphipatisch Sterole wie Cholesterin: langer zum Teil zyklischer Kohlenwasserstoff mit einer Hydroxygruppe was die nur geringe Amphipathie erklärt. Dementsprechend ist nur die Hydroxygruppe des Cholesterins an der Membranoberfläche. Das starre Ringsystem des Cholesterins behindert den Fluss der Lipidschicht. Galaktolipide
herstellung der Fettsäuren bei Tieren und Pflanzen
bei Tieren im Cytoplasma bei Pflanzen in den Plastiden
fluid mosaic modell
Die Membran besteht aus 2 dimensional gerichteten Lipiden und globulären Proteinen. Integrale Membranproteine und Lipide können lateral ungehindert diffundieren. Phospholipide können unter Einwirkung von Flippasen ausserdem noch transversal diffundieren. Sie Können also von einer Lipidschicht in die andere gelangen. Die Fluidität der Mebran kann mit dem Verhältnis von ungesättigten zu gesättigten Fettsäuren verändert werden. Oder durch die Konzentraion von Sterolen in der Membran. Das Modell hat Schwächen da Lipide in Wirklichkeit nicht weit voneinader entfernt leigen und sich gegnseitig beeinflussen also nicht frei diffundieren. Stattdessen kann man von Lipid rafts sprechen. Dies sind Komplexe aus verschiedenen Lipiden die sich in der Membran bewegen
Grundeigenschaften der Biomembran
Assymetrie: Glykoreste sind nur auf der exoplasmatischen Seite, Phosphatidylserin ist nur auf der endoplasmatischen Seite zu finden. laterale Heterogenität verschiedene Membranen der Pflanzenzelle haben verschiedene Lipid zusammensetzung. Durch diese Erkenntnis lässt sich auch die Endosymbiontentheorie beweisen, da sich die Lipid Zusaammensetzungen von Cyanobakterien und Plastiden ähneln
Arten von Mebranproteinen
integrale Membranproteine: alle transmembranen Proteine sind integrale Proteine. IMPS bestehen entweder aus alpha Helices welche nach aussen hin immer hydrophobe Seitenketten besitzen. Ausserdem gibt es Betta Fass Strukturen. Diese bestehen aus mindestens 5 zu einer Fass Struktur verflochtenen Struktur die im inneren eine Röhre formt. Eine Sonderform von Betta Fass strukturen sind die Porine. Dabei handelt es sich um 16-18 Faltblättern bestehende Strukturen die in der exoplasmatischen Membran von Mitochondrien, Plastiden und gram negativen Bakterien vorkommen. periphere Membranproteine: periphere MP sind entweder kovalent an Lipide gebunden oder gehen nicht kovalente Wechselwirkungen mit integralen Membranproteinen ein.
Carrier und Kanalproteine wie Ionentransporter
Carrier können sowohl aktiven als auch passiven Transport betreiben. Carrier sind immer für bestimmte Moleküle spezifisch für welche sie eine Bindungsstelle haben. Bindet ein Substrat, dann hat dies eine Konformationsänderung des Carriers zur Folge was den transmembranen Transport ermöglicht. Es gibt Carrier mit mehreren Bindungsstellen die erst ihre Konformation ändern wenn alle Bindungsstellen besetzt sind. Bei dieser Art von passiven Transport besteht keine Abhängigkeit vom elektrischen Gradienten. Kanalproteine haben polare nach innen gerichtete Aminosäurenseitemkettem, was den Durchfluss von hydrophilen Molekülen begünstigt. Ligandengesteuerte KP öffnen sich erst durch die Bindung eines Botenstoffes wie einem Hormon, währen spannungsgesteuerte Kanäle sich abhängig vom Elektrischen Gradienten öffnen. Der Einfluss von Molekülen hält so lange an, bis der Gradient ausgeglichen ist oder sich die Kanäle wieder schliessen
Gefrierbruchtechnik an der Membran
Die Gefrierbruchtechniken gelten als der sicherste Hinweis für die Annahme der Robertsonschen Einheitsmembran. Dabei werden Zellbestandteile oder Modellmembranen sehr schnell gefroren, gebrochen und dann durch Sublimation des Eises geätzt. Um die Proben in der Rasterelektronenmikroskopie sichtbar zu machen, werden sie sodann mit einem Schwermetall bedampft und der hauchdünne Metallfilm wie ein Oberflächenabdruck im Mikroskop dargestellt. Da bei der Gefrierbruchtechnik die Membranen teilweise in ihrer inneren Ebene gespalten werden, zeigen die erhaltenen Bilder die intra- und extrazellulären Anteile der Membran und ihre jeweiligen Proteinbestandteile
