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Zellmembranfunktion und -struktur

Die Zellmembran (Plasmamembran) ist eine dünne semipermeable Membran, die das Zytoplasma einer Zelle umgibt . Seine Funktion besteht darin, die Integrität des Zellinneren zu schützen, indem bestimmte Substanzen in die Zelle gelangen und andere Substanzen ferngehalten werden. Es dient auch als Bindungsbasis für das Zytoskelett in einigen Organismen und die Zellwand in anderen. Somit dient die Zellmembran auch dazu, die Zelle zu unterstützen und ihre Form beizubehalten.

Die zentralen Thesen

  • Die Zellmembran ist eine facettenreiche Membran, die das Zytoplasma einer Zelle umhüllt. Es schützt die Integrität der Zelle, unterstützt die Zelle und trägt dazu bei, die Form der Zelle zu erhalten.
  • Proteine ​​und Lipide sind die Hauptkomponenten der Zellmembran. Die genaue Mischung oder das genaue Verhältnis von Proteinen und Lipiden kann abhängig von der Funktion einer bestimmten Zelle variieren.
  • Phospholipide sind wichtige Bestandteile von Zellmembranen. Sie ordnen sich spontan zu einer Lipiddoppelschicht an, die semipermeabel ist, so dass nur bestimmte Substanzen durch die Membran in das Zellinnere diffundieren können.
  • Ähnlich wie bei der Zellmembran sind einige Zellorganellen von Membranen umgeben. Der Kern und die Mitochondrien sind zwei Beispiele.

Eine weitere Funktion des Membran ist das Zellwachstum durch das Gleichgewicht der Endozytose und zu regulieren Exozytose. Bei der Endozytose werden Lipide und Proteine ​​aus der Zellmembran entfernt, wenn Substanzen internalisiert werden. Bei der Exozytose verschmelzen Vesikel, die Lipide und Proteine ​​enthalten, mit der Zellmembran und erhöhen die Zellgröße. Tierzellen. Pflanzenzellen. prokaryotische Zellen und Pilzzellen haben Plasmamembranen. Interne Organellen sind ebenfalls von Membranen umgeben.

Zellmembranstruktur

Enzyklopädie Britannica / UIG / Getty Images

Die Zellmembran besteht hauptsächlich aus einer Mischung von Proteinen und Lipiden. Abhängig von der Position und Rolle der Membran im Körper können Lipide 20 bis 80 Prozent der Membran ausmachen, der Rest sind Proteine. Während Lipide dazu beitragen, den Membranen ihre Flexibilität zu verleihen, überwachen und erhalten Proteine ​​das chemische Klima der Zelle und unterstützen den Transfer von Molekülen durch die Membran.

Zellmembranlipide

Mikroskopische Ansicht von Phospholipiden.

Stocktrek Images / Getty Images

Phospholipide  sind ein Hauptbestandteil von Zellmembranen. Phospholipide  bilden eine Lipiddoppelschicht, in der sich ihre hydrophilen (von Wasser angezogenen) Kopfbereiche spontan so anordnen, dass sie dem wässrigen Cytosol und der extrazellulären Flüssigkeit zugewandt sind, während ihre hydrophoben (von Wasser abgestoßenen) Schwanzbereiche dem Cytosol und der extrazellulären Flüssigkeit zugewandt sind. Die Lipiddoppelschicht ist semipermeabel, so dass nur bestimmte Moleküle   über die Membran diffundieren können .

Cholesterin  ist ein weiterer Lipidbestandteil tierischer Zellmembranen. Cholesterinmoleküle sind selektiv zwischen Membranphospholipiden verteilt. Dies hilft zu verhindern, dass Zellmembranen steif werden, indem verhindert wird, dass Phospholipide zu dicht zusammengepackt werden. Cholesterin wird in den Membranen von Pflanzenzellen nicht gefunden.

Glykolipide  befinden sich auf Zellmembranoberflächen und sind mit einer  Kohlenhydratzuckerkette  verbunden. Sie helfen der Zelle, andere Körperzellen zu erkennen.

Zellmembranproteine

An Rezeptoren gebundene Lipoproteine ​​und PCSK9.

MAURIZIO DE ANGELIS / WISSENSCHAFTLICHE FOTOBIBLIOTHEK / Getty Images

Die Zellmembran enthält zwei Arten von assoziierten Proteinen. Periphere Membranproteine  befinden sich außerhalb der Membran und sind durch Wechselwirkungen mit anderen Proteinen mit dieser verbunden. Integrale Membranproteine  werden in die Membran eingeführt und passieren die meisten Membranen. Teile dieser Transmembranproteine ​​sind auf beiden Seiten der Membran freigelegt. Zellmembranproteine ​​haben eine Reihe verschiedener Funktionen. 

Strukturproteine  helfen, die Zelle zu unterstützen und zu formen.

Zellmembran  – Rezeptorproteine  Hilfe Zellen kommunizieren mit ihrer äußeren Umgebung durch die Verwendung von  Hormonen. Neurotransmittern und anderen Signalmolekülen.

Transportproteine wie globuläre Proteine ​​transportieren Moleküle durch erleichterte Diffusion durch Zellmembranen. 

An Glykoproteine  ist eine Kohlenhydratkette gebunden. Sie sind in die Zellmembran eingebettet und helfen bei der Kommunikation von Zelle zu Zelle und beim Molekültransport durch die Membran.

Organellenmembranen

Raues endoplasmatisches Retikulum.

D Spector / Getty Images

Einige  Zellorganellen  sind auch von Schutzmembranen umgeben. Der  Kern. das  endoplasmatische Retikulum. die  Vakuolen. die  Lysosomen und der  Golgi-Apparat  sind Beispiele für membrangebundene Organellen. Mitochondrien  und  Chloroplasten  sind durch eine Doppelmembran gebunden. Die Membranen der verschiedenen Organellen variieren in der molekularen Zusammensetzung und sind für die von ihnen ausgeübten Funktionen gut geeignet. Organellenmembranen sind wichtig für verschiedene lebenswichtige Zellfunktionen, einschließlich  Proteinsynthese. Lipidproduktion und  Zellatmung .

Eukaryotische Zellstrukturen

Grafik von Chromosomen.

Wissenschaftliche Fotobibliothek – SCIEPRO / Getty Images

Die Zellmembran ist nur eine Komponente einer Zelle. Die folgenden Zellstrukturen können auch in einer typischen tierischen eukaryotischen Zelle gefunden werden:

  • Centriolen – helfen bei der Organisation des Zusammenbaus von Mikrotubuli.
  • Chromosomen – Hauszell-DNA.
  • Zilien und Flagellen. in zellulärer Fortbewegung bezahlt.
  • Endoplasmatisches Retikulum – synthetisiert Kohlenhydrate und Lipide.
  • Golgi-Apparat – produziert, lagert und versendet bestimmte zellulare Produkte.
  • Lysosomen – verdauen zelluläre Makromoleküle.
  • Mitochondrien – versorgen die Zelle mit Energie.
  • Kern – steuert das Zellwachstum und die Zellreproduktion.
  • Peroxisomen – entgiften Alkohol, bilden Gallensäure und verwenden Sauerstoff, um Fette abzubauen.
  • Ribosomen – verantwortlich für die Proteinproduktion durch  Translation .

Quellen

  • Reece, Jane B. und Neil A. Campbell. Campbell Biology . Benjamin Cummings, 2011.

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