Die Zellmembran ist die Struktur, die die Außenseite der Zelle bedeckt. Es wird auch Zytolemma oder Plasmalemma genannt.

Diese Formation besteht aus einer Bilipidschicht (Doppelschicht) mit darin eingebauten Proteinen. Die Kohlenhydrate, aus denen das Plasmalemma besteht, liegen in gebundenem Zustand vor.

Die Verteilung der Hauptbestandteile des Plasmalemmas ist wie folgt: Mehr als die Hälfte der chemischen Zusammensetzung besteht aus Proteinen, ein Viertel wird von Phospholipiden eingenommen und ein Zehntel ist Cholesterin.

Zellmembran und ihre Typen

Die Zellmembran ist ein dünner Film, dessen Basis aus Schichten von Lipoproteinen und Proteinen besteht.

Je nach Lokalisation werden Membranorganellen unterschieden, die in pflanzlichen und tierischen Zellen einige Merkmale aufweisen:

• Mitochondrien;
• Kern;
• endoplasmatisches Retikulum;
• Golgi-Komplex;
• Lysosomen;
• Chloroplasten (in Pflanzenzellen).

Es gibt auch eine innere und äußere (Plasmolemma-)Zellmembran.

Struktur der Zellmembran

Die Zellmembran enthält Kohlenhydrate, die sie in Form einer Glykokalyx umhüllen. Dabei handelt es sich um eine supramembranäre Struktur, die eine Barrierefunktion übernimmt. Die hier befindlichen Proteine ​​befinden sich in einem freien Zustand. Ungebundene Proteine ​​​​sind an enzymatischen Reaktionen beteiligt und sorgen für den extrazellulären Abbau von Substanzen.

Proteine ​​der Zytoplasmamembran werden durch Glykoproteine ​​dargestellt. Von chemische Zusammensetzung sezernieren Proteine, die in der Lipidschicht enthalten sind, vollständig (über ihre gesamte Länge) – integrale Proteine. Auch peripher und erreicht keine der Oberflächen des Plasmalemmas.

Erstere fungieren als Rezeptoren und binden an Neurotransmitter, Hormone und andere Substanzen. Insertionsproteine ​​sind für den Aufbau von Ionenkanälen notwendig, durch die der Transport von Ionen und hydrophilen Substraten erfolgt. Letztere sind Enzyme, die intrazelluläre Reaktionen katalysieren.

Grundlegende Eigenschaften der Plasmamembran

Die Lipiddoppelschicht verhindert das Eindringen von Wasser. Lipide sind hydrophobe Verbindungen, die in der Zelle durch Phospholipide repräsentiert werden. Die Phosphatgruppe ist nach außen gerichtet und besteht aus zwei Schichten: der äußeren, die auf die extrazelluläre Umgebung gerichtet ist, und der inneren, die den intrazellulären Inhalt abgrenzt.

Wasserlösliche Bereiche werden hydrophile Köpfe genannt. Die Fettsäurestellen werden in Form hydrophober Schwänze in die Zelle geleitet. Der hydrophobe Teil interagiert mit benachbarten Lipiden und sorgt so für deren Bindung aneinander. Die Doppelschicht weist in verschiedenen Bereichen eine selektive Durchlässigkeit auf.

In der Mitte ist die Membran also für Glukose und Harnstoff undurchlässig; hydrophobe Substanzen passieren hier ungehindert: Kohlendioxid, Sauerstoff, Alkohol. Cholesterin ist wichtig; dessen Gehalt bestimmt die Viskosität des Plasmalemmas.

Funktionen der äußeren Zellmembran

Die Eigenschaften der Funktionen sind in der Tabelle kurz aufgeführt:

Membranfunktion	Beschreibung
Barriererolle	Das Plasmalemma übt eine Schutzfunktion aus und schützt den Zellinhalt vor der Einwirkung von Fremdstoffen. Durch die besondere Organisation von Proteinen, Lipiden und Kohlenhydraten wird die Semipermeabilität des Plasmalemmas gewährleistet.
Rezeptorfunktion	Die Aktivierung erfolgt biologisch durch die Zellmembran Wirkstoffe im Prozess der Bindung an Rezeptoren. Somit werden Immunreaktionen durch die Erkennung von Fremdstoffen durch den auf der Zellmembran lokalisierten Zellrezeptorapparat vermittelt.
Transportfunktion	Durch das Vorhandensein von Poren im Plasmalemma können Sie den Stofffluss in die Zelle regulieren. Der Übertragungsprozess erfolgt passiv (ohne Energieverbrauch) für Verbindungen mit geringem Molekulargewicht. Aktiver Transport ist mit dem Energieaufwand verbunden, der beim Abbau von Adenosintriphosphat (ATP) freigesetzt wird. Diese Methode findet bei der Übertragung organischer Verbindungen statt.
Beteiligung an Verdauungsprozessen	Stoffe lagern sich an der Zellmembran ab (Sorption). Rezeptoren binden an das Substrat und transportieren es in die Zelle. Es bildet sich eine Blase, die frei in der Zelle liegt. Durch die Verschmelzung bilden solche Vesikel mit hydrolytischen Enzymen Lysosomen.
Enzymatische Funktion	Enzyme sind wesentliche Bestandteile der intrazellulären Verdauung. Reaktionen, die die Beteiligung von Katalysatoren erfordern, finden unter Beteiligung von Enzymen statt.

Welche Bedeutung hat die Zellmembran?

Aufgrund der hohen Selektivität der in die Zelle ein- und austretenden Substanzen (in der Biologie wird dies als selektive Permeabilität bezeichnet) ist die Zellmembran an der Aufrechterhaltung der Homöostase beteiligt.

Auswüchse des Plasmalemmas unterteilen die Zelle in Kompartimente (Kompartimente), die für die Ausführung bestimmter Funktionen verantwortlich sind. Speziell entwickelte Membranen, die dem Fluid-Mosaik-Muster entsprechen, gewährleisten die Integrität der Zelle.

Zellmembran

Bild Zellmembran. Die kleinen blauen und weißen Kugeln entsprechen den hydrophoben „Köpfen“ der Phospholipide und die daran befestigten Linien entsprechen den hydrophilen „Schwänzen“. Die Abbildung zeigt nur integrale Membranproteine ​​(rote Kügelchen und gelbe Helices). Gelbe ovale Punkte im Inneren der Membran – Cholesterinmoleküle. Gelbgrüne Perlenketten auf der Außenseite der Membran – Ketten aus Oligosacchariden, die die Glykokalyx bilden

Eine biologische Membran umfasst auch verschiedene Proteine: integral (dringen in die Membran ein), semi-integral (an einem Ende in die äußere oder innere Lipidschicht eingetaucht), oberflächlich (befindet sich auf der äußeren oder angrenzenden Lipidschicht). Innenseiten Membranen). Einige Proteine ​​sind die Kontaktpunkte zwischen der Zellmembran und dem Zytoskelett im Inneren der Zelle und der Zellwand (falls vorhanden) außerhalb. Einige der integralen Proteine ​​fungieren als Ionenkanäle, verschiedene Transporter und Rezeptoren.

Funktionen

• Barriere – sorgt für einen regulierten, selektiven, passiven und aktiven Stoffwechsel mit der Umwelt. Beispielsweise schützt die Peroxisomenmembran das Zytoplasma vor für die Zelle gefährlichen Peroxiden. Selektive Permeabilität bedeutet, dass die Permeabilität einer Membran für verschiedene Atome oder Moleküle von deren Größe, elektrischer Ladung und chemischen Eigenschaften abhängt. Die selektive Permeabilität sorgt dafür, dass die Zelle und Zellkompartimente von der Umgebung getrennt und mit den notwendigen Stoffen versorgt werden.
• Transport – Der Transport von Stoffen in die Zelle hinein und aus ihr heraus erfolgt durch die Membran. Der Transport durch Membranen gewährleistet: Lieferung Nährstoffe, Entfernung von Stoffwechselendprodukten, Sekretion verschiedener Substanzen, Bildung von Ionengradienten, Aufrechterhaltung optimaler Ionenkonzentrationen in der Zelle, die für die Funktion zellulärer Enzyme notwendig sind.
  Partikel, die aus irgendeinem Grund nicht in der Lage sind, die Phospholipid-Doppelschicht zu passieren (z. B. aufgrund hydrophiler Eigenschaften, da die Membran im Inneren hydrophob ist und keine hydrophilen Substanzen durchlässt, oder aufgrund ihrer Größe), aber für die Zelle notwendig sind , können durch spezielle Trägerproteine ​​(Transporter) und Kanalproteine ​​oder durch Endozytose in die Membran eindringen.
  Beim passiven Transport durchqueren Substanzen die Lipiddoppelschicht ohne Energieaufwand entlang eines Konzentrationsgradienten durch Diffusion. Eine Variante dieses Mechanismus ist die erleichterte Diffusion, bei der ein bestimmtes Molekül einer Substanz dabei hilft, die Membran zu passieren. Dieses Molekül verfügt möglicherweise über einen Kanal, der nur eine Substanzart passieren lässt.
  Der aktive Transport erfordert Energie, da er gegen einen Konzentrationsgradienten erfolgt. Auf der Membran befinden sich spezielle Pumpproteine, darunter die ATPase, die aktiv Kaliumionen (K+) in die Zelle hineinpumpt und Natriumionen (Na+) aus ihr herauspumpt.
• Matrix - sorgt für eine bestimmte relative Position und Ausrichtung der Membranproteine, deren optimale Interaktion.
• mechanisch – gewährleistet die Autonomie der Zelle, ihrer intrazellulären Strukturen sowie die Verbindung mit anderen Zellen (im Gewebe). Größere Rolle bei der Sicherstellung mechanische Funktion haben Zellwände und bei Tieren - interzelluläre Substanz.
• Energie – während der Photosynthese in Chloroplasten und der Zellatmung in Mitochondrien funktionieren in ihren Membranen Energieübertragungssysteme, an denen auch Proteine ​​beteiligt sind;
• Rezeptor - Einige in der Membran befindliche Proteine ​​​​sind Rezeptoren (Moleküle, mit deren Hilfe die Zelle bestimmte Signale wahrnimmt).
  Beispielsweise wirken im Blut zirkulierende Hormone nur auf Zielzellen, die über Rezeptoren verfügen, die diesen Hormonen entsprechen. Neurotransmitter ( Chemikalien, die für die Weiterleitung von Nervenimpulsen sorgen) binden auch an spezielle Rezeptorproteine ​​der Zielzellen.
• enzymatisch – Membranproteine ​​sind oft Enzyme. Beispielsweise enthalten die Plasmamembranen von Darmepithelzellen Verdauungsenzyme.
• Umsetzung der Erzeugung und Leitung von Biopotentialen.
  Mit Hilfe der Membran wird eine konstante Ionenkonzentration in der Zelle aufrechterhalten: Die Konzentration des K+-Ions innerhalb der Zelle ist viel höher als außerhalb, und die Konzentration von Na+ ist viel niedriger, was sehr wichtig ist, da dies gewährleistet die Aufrechterhaltung der Potentialdifferenz auf der Membran und die Erzeugung eines Nervenimpulses.
• Zellmarkierung – auf der Membran befinden sich Antigene, die als Marker fungieren – „Markierungen“, die die Identifizierung der Zelle ermöglichen. Dabei handelt es sich um Glykoproteine ​​(also Proteine ​​mit daran befestigten verzweigten Oligosaccharid-Seitenketten), die die Rolle von „Antennen“ spielen. Aufgrund der unzähligen Konfigurationen der Seitenketten ist es möglich, für jeden Zelltyp einen spezifischen Marker herzustellen. Mit Hilfe von Markern können Zellen andere Zellen erkennen und mit ihnen zusammenarbeiten, beispielsweise bei der Bildung von Organen und Geweben. Dadurch kann das Immunsystem auch fremde Antigene erkennen.

Struktur und Zusammensetzung von Biomembranen

Membranen bestehen aus drei Klassen von Lipiden: Phospholipiden, Glykolipiden und Cholesterin. Phospholipide und Glykolipide (Lipide mit gebundenen Kohlenhydraten) bestehen aus zwei langen hydrophoben Kohlenwasserstoffschwänzen, die mit einem geladenen hydrophilen Kopf verbunden sind. Cholesterin verleiht der Membran durch Besetzung Steifheit Freiraum zwischen den hydrophoben Enden der Lipide und verhindert deren Biegung. Daher sind Membranen mit einem niedrigen Cholesteringehalt flexibler und solche mit einem hohen Cholesteringehalt steifer und zerbrechlicher. Cholesterin dient auch als „Stopper“, der die Bewegung polarer Moleküle aus der Zelle in die Zelle verhindert. Ein wichtiger Teil der Membran besteht aus Proteinen, die sie durchdringen und für die verschiedenen Eigenschaften der Membranen verantwortlich sind. Ihre Zusammensetzung und Ausrichtung unterscheiden sich in verschiedenen Membranen.

Zellmembranen sind oft asymmetrisch, das heißt, die Schichten unterscheiden sich in der Lipidzusammensetzung, dem Übergang eines einzelnen Moleküls von einer Schicht zur anderen (dem sogenannten Flipflop) ist schwierig.

Membranorganellen

Dabei handelt es sich um geschlossene einzelne oder miteinander verbundene Abschnitte des Zytoplasmas, die durch Membranen vom Hyaloplasma getrennt sind. Zu den Einzelmembranorganellen gehören das endoplasmatische Retikulum, der Golgi-Apparat, Lysosomen, Vakuolen und Peroxisomen; zu Doppelmembranen - Kern, Mitochondrien, Plastiden. Der Aufbau der Membranen verschiedener Organellen unterscheidet sich in der Zusammensetzung von Lipiden und Membranproteinen.

Gezielte Durchlässigkeit

Zellmembranen verfügen über eine selektive Permeabilität: Glukose, Aminosäuren, Fettsäuren, Glycerin und Ionen diffundieren langsam durch sie, und die Membranen selbst regulieren diesen Prozess gewissermaßen aktiv – einige Substanzen passieren sie, andere jedoch nicht. Es gibt vier Hauptmechanismen für den Eintritt von Stoffen in die Zelle bzw. deren Abtransport aus der Zelle nach außen: Diffusion, Osmose, aktiver Transport und Exo- oder Endozytose. Die ersten beiden Prozesse sind passiver Natur, das heißt, sie benötigen keine Energie; Die letzten beiden sind aktive Prozesse, die mit dem Energieverbrauch verbunden sind.

Die selektive Durchlässigkeit der Membran beim passiven Transport beruht auf speziellen Kanälen – integralen Proteinen. Sie durchdringen die Membran vollständig und bilden eine Art Durchgang. Die Elemente K, Na und Cl haben ihre eigenen Kanäle. Relativ zum Konzentrationsgradienten bewegen sich die Moleküle dieser Elemente in die Zelle hinein und aus ihr heraus. Bei Reizung öffnen sich die Natriumionenkanäle und es kommt zu einem plötzlichen Einstrom von Natriumionen in die Zelle. In diesem Fall kommt es zu einem Ungleichgewicht des Membranpotentials. Danach wird das Membranpotential wiederhergestellt. Kaliumkanäle sind immer geöffnet, sodass Kaliumionen langsam in die Zelle gelangen können.

siehe auch

Literatur

• Antonov V.F., Smirnova E.N., Shevchenko E.V. Lipidmembranen während Phasenübergängen. - M.: Wissenschaft, 1994.
• Gennis R. Biomembranen. Molekulare Struktur und Funktionen: Übersetzung aus dem Englischen. = Biomembranen. Molekulare Struktur und Funktion (von Robert B. Gennis). - 1. Auflage. - M.: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0
• Ivanov V. G., Berestovsky T. N. Lipiddoppelschicht biologischer Membranen. - M.: Nauka, 1982.
• Rubin A. B. Biophysik, Lehrbuch in 2 Bänden. – 3. Auflage, korrigiert und erweitert. - M.: Moskauer Universitätsverlag, 2004. -

Zellmembran auch Plasmamembran (oder Zytoplasmamembran) und Plasmalemma genannt. Diese Struktur trennt nicht nur den inneren Inhalt der Zelle von der äußeren Umgebung, sondern ist auch Teil der meisten Zellorganellen und des Zellkerns und trennt diese wiederum vom Hyaloplasma (Zytosol) – dem viskos-flüssigen Teil des Zytoplasmas. Lassen Sie uns einen Anruf vereinbaren Zytoplasmamembran derjenige, der den Inhalt der Zelle von der äußeren Umgebung trennt. Die restlichen Begriffe bezeichnen alle Membranen.

Der Aufbau der zellulären (biologischen) Membran basiert auf einer Doppelschicht aus Lipiden (Fetten). Die Bildung einer solchen Schicht hängt mit den Eigenschaften ihrer Moleküle zusammen. Lipide lösen sich nicht in Wasser, sondern kondensieren darin auf ihre eigene Weise. Ein Teil eines einzelnen Lipidmoleküls ist ein polarer Kopf (er wird von Wasser angezogen, d. h. hydrophil), und der andere Teil besteht aus einem Paar langer unpolarer Schwänze (dieser Teil des Moleküls wird von Wasser abgestoßen, d. h. hydrophob). Diese Struktur der Moleküle führt dazu, dass sie ihre Schwänze vor dem Wasser „verstecken“ und ihre Polköpfe dem Wasser zuwenden.

Dadurch entsteht eine Lipiddoppelschicht, bei der die unpolaren Schwänze nach innen (einander zugewandt) und die Polköpfe nach außen (zur äußeren Umgebung und zum Zytoplasma) gerichtet sind. Die Oberfläche einer solchen Membran ist hydrophil, im Inneren jedoch hydrophob.

In Zellmembranen überwiegen unter den Lipiden Phospholipide (sie gehören zu den komplexen Lipiden). Ihre Köpfe enthalten einen Phosphorsäurerest. Neben Phospholipiden gibt es Glykolipide (Lipide + Kohlenhydrate) und Cholesterin (verwandt mit Sterolen). Letzteres verleiht der Membran Steifigkeit, da sie sich in ihrer Dicke zwischen den Enden der übrigen Lipide befindet (Cholesterin ist vollständig hydrophob).

Aufgrund der elektrostatischen Wechselwirkung heften sich einige Proteinmoleküle an die geladenen Lipidköpfe, die zu Oberflächenmembranproteinen werden. Andere Proteine ​​interagieren mit unpolaren Schwänzen, sind teilweise in der Doppelschicht vergraben oder dringen durch diese hindurch.

Somit besteht die Zellmembran aus einer Doppelschicht aus Lipiden, Oberflächenproteinen (peripher), eingebetteten (semiintegralen) und durchdringenden (integralen) Proteinen. Darüber hinaus sind einige Proteine ​​und Lipide enthalten draußen Membranen sind mit Kohlenhydratketten verbunden.

Das Fluidmosaikmodell der Membranstruktur wurde in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts vorgeschlagen. Bisher ging man von einem Sandwich-Strukturmodell aus, bei dem sich im Inneren die Lipiddoppelschicht befindet und die Membran innen und außen mit durchgehenden Schichten von Oberflächenproteinen bedeckt ist. Die Anhäufung experimenteller Daten widerlegte diese Hypothese jedoch.

Die Dicke der Membranen verschiedener Zellen beträgt etwa 8 nm. Membranen (sogar verschiedene Seiten eins) unterscheiden sich prozentual voneinander verschiedene Arten Lipide, Proteine, enzymatische Aktivität usw. Einige Membranen sind flüssiger und durchlässiger, andere sind dichter.

Aufgrund der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Lipiddoppelschicht verschmelzen Zellmembranbrüche leicht. In der Ebene der Membran bewegen sich Lipide und Proteine ​​(sofern sie nicht im Zytoskelett verankert sind).

Funktionen der Zellmembran

Die meisten Proteine, die in die Zellmembran eingebettet sind, erfüllen eine enzymatische Funktion (sie sind Enzyme). Oft (insbesondere in den Membranen von Zellorganellen) sind Enzyme in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet, so dass die von einem Enzym katalysierten Reaktionsprodukte zum zweiten, dann zum dritten usw. gelangen. Es entsteht ein Förderer, der durch Oberflächenproteine ​​stabilisiert wird, weil Sie verhindern, dass die Enzyme entlang der Lipiddoppelschicht schweben.

Die Zellmembran erfüllt eine abgrenzende (Barriere-)Funktion gegenüber der Umgebung und gleichzeitig Transportfunktionen. Wir können sagen, dass dies sein wichtigster Zweck ist. Die Zytoplasmamembran sorgt aufgrund ihrer Stärke und selektiven Permeabilität für die Konstanz innere Zusammensetzung Zellen (ihre Homöostase und Integrität).

Dabei kommt es zum Transport von Stoffen verschiedene Wege. Beim Transport entlang eines Konzentrationsgradienten handelt es sich um die Bewegung von Stoffen von einem Bereich mit höherer Konzentration zu einem Bereich mit niedrigerer Konzentration (Diffusion). Beispielsweise diffundieren Gase (CO 2 , O 2 ).

Es gibt auch einen Transport gegen ein Konzentrationsgefälle, allerdings unter Energieverbrauch.

Der Transport kann passiv und erleichtert sein (wenn er von einem Transportunternehmen unterstützt wird). Für fettlösliche Substanzen ist eine passive Diffusion durch die Zellmembran möglich.

Es gibt spezielle Proteine, die Membranen für Zucker und andere wasserlösliche Substanzen durchlässig machen. Solche Träger binden an transportierte Moleküle und ziehen sie durch die Membran. Auf diese Weise wird Glukose in den roten Blutkörperchen transportiert.

Fadenproteine ​​bilden zusammen eine Pore für die Bewegung bestimmter Substanzen durch die Membran. Solche Träger bewegen sich nicht, sondern bilden einen Kanal in der Membran und wirken ähnlich wie Enzyme, indem sie eine bestimmte Substanz binden. Der Transfer erfolgt aufgrund einer Änderung der Proteinkonformation, die zur Bildung von Kanälen in der Membran führt. Ein Beispiel ist die Natrium-Kalium-Pumpe.

Die Transportfunktion der eukaryotischen Zellmembran wird ebenfalls durch Endozytose (und Exozytose) realisiert. Dank dieser Mechanismen gelangen große Moleküle von Biopolymeren, sogar ganze Zellen, in die Zelle (und aus ihr heraus). Endo- und Exozytose sind nicht für alle eukaryotischen Zellen charakteristisch (Prokaryoten haben sie überhaupt nicht). So wird Endozytose bei Protozoen und niederen Wirbellosen beobachtet; Bei Säugetieren wird es von Leukozyten und Makrophagen absorbiert Schadstoffe und Bakterien, d. h. die Endozytose erfüllt eine Schutzfunktion für den Körper.

Endozytose ist unterteilt in Phagozytose(Zytoplasma umhüllt große Partikel) und Pinozytose(Auffangen von Flüssigkeitströpfchen mit darin gelösten Stoffen). Der Mechanismus dieser Prozesse ist ungefähr der gleiche. Auf der Zelloberfläche aufgenommene Stoffe sind von einer Membran umgeben. Es bildet sich ein Vesikel (Phagozytär oder Pinozytär), das dann in die Zelle wandert.

Exozytose ist die Entfernung von Substanzen aus der Zelle (Hormone, Polysaccharide, Proteine, Fette usw.) durch die Zytoplasmamembran. Diese Stoffe sind in Membranvesikeln enthalten, die zur Zellmembran passen. Beide Membranen verschmelzen und der Inhalt erscheint außerhalb der Zelle.

Die Zytoplasmamembran übernimmt eine Rezeptorfunktion. Dazu befinden sich auf seiner Außenseite Strukturen, die einen chemischen oder physikalischen Reiz erkennen können. Einige der Proteine, die das Plasmalemma durchdringen, sind von außen mit Polysaccharidketten verbunden (Bildung von Glykoproteinen). Dabei handelt es sich um besondere molekulare Rezeptoren, die Hormone einfangen. Wenn ein bestimmtes Hormon an seinen Rezeptor bindet, verändert es seine Struktur. Dies wiederum löst den zellulären Reaktionsmechanismus aus. In diesem Fall können sich Kanäle öffnen und bestimmte Substanzen können beginnen, in die Zelle einzudringen oder sie zu verlassen.

Die Rezeptorfunktion von Zellmembranen ist anhand der Wirkung des Hormons Insulin gut untersucht. Wenn Insulin an seinen Glykoproteinrezeptor bindet, wird der katalytische intrazelluläre Teil dieses Proteins (Adenylatcyclase-Enzym) aktiviert. Das Enzym synthetisiert zyklisches AMP aus ATP. Es aktiviert oder unterdrückt bereits verschiedene Enzyme des Zellstoffwechsels.

Zur Rezeptorfunktion der Zytoplasmamembran gehört auch die Erkennung benachbarter Zellen des gleichen Typs. Solche Zellen sind durch verschiedene interzelluläre Kontakte miteinander verbunden.

In Geweben können Zellen mithilfe von interzellulären Kontakten mithilfe speziell synthetisierter niedermolekularer Substanzen Informationen untereinander austauschen. Ein Beispiel für eine solche Interaktion ist die Kontakthemmung, wenn Zellen aufhören zu wachsen, nachdem sie die Information erhalten haben, dass freier Raum belegt ist.

Interzelluläre Kontakte können einfach sein (die Membranen verschiedener Zellen liegen nebeneinander), Verriegelungen (Invaginationen der Membran einer Zelle in eine andere) und Desmosomen (wenn die Membranen durch Bündel von Querfasern verbunden sind, die das Zytoplasma durchdringen). Darüber hinaus gibt es eine Variante interzellulärer Kontakte aufgrund von Mediatoren (Vermittlern) – Synapsen. In ihnen wird das Signal nicht nur chemisch, sondern auch übertragen elektrisch. Synapsen übertragen Signale zwischen Nervenzellen, sowie von nervös bis muskulös.

Die Membran ist eine ultrafeine Struktur, die die Oberflächen von Organellen und der Zelle als Ganzes bildet. Alle Membranen haben einen ähnlichen Aufbau und sind zu einem System verbunden.

Chemische Zusammensetzung

Zellmembranen sind chemisch homogen und bestehen aus Proteinen und Lipiden verschiedener Gruppen:

• Phospholipide;
• Galactolipide;
• Sulfolipide.

Dazu gehören auch Nukleinsäuren, Polysaccharide und andere Substanzen.

Physikalische Eigenschaften

Bei normale Temperatur Die Membranen befinden sich in einem flüssigkristallinen Zustand und schwingen ständig. Ihre Viskosität kommt der von Pflanzenöl nahe.

Die Membran ist regenerierbar, langlebig, elastisch und porös. Die Membrandicke beträgt 7 - 14 nm.

TOP 4 Artikeldie das mitlesen

Die Membran ist für große Moleküle undurchlässig. Kleine Moleküle und Ionen können unter dem Einfluss von Konzentrationsunterschieden auf verschiedenen Seiten der Membran sowie mit Hilfe von Transportproteinen durch die Poren und die Membran selbst gelangen.

Modell

Typischerweise wird die Struktur von Membranen mithilfe eines Fluidmosaikmodells beschrieben. Die Membran hat ein Gerüst – zwei Reihen von Lipidmolekülen, die wie Ziegelsteine ​​dicht aneinander liegen.

Reis. 1. Biologische Membran vom Sandwich-Typ.

Auf beiden Seiten ist die Lipidoberfläche mit Proteinen bedeckt. Das Mosaikmuster wird durch ungleichmäßig auf der Membranoberfläche verteilte Proteinmoleküle gebildet.

Je nach Eintauchgrad in die Bilipidschicht werden Proteinmoleküle unterteilt drei Gruppen:

• Transmembran;
• untergetaucht;
• oberflächlich.

Proteine ​​sorgen für die Haupteigenschaft der Membran – ihre selektive Durchlässigkeit für verschiedene Substanzen.

Membrantypen

Alle Zellmembranen können je nach Lokalisation unterteilt werden die folgenden Typen:

• extern;
• nuklear;
• Organellenmembranen.

Die äußere Zytoplasmamembran oder Plasmolemma ist die Grenze der Zelle. Durch die Verbindung mit den Elementen des Zytoskeletts behält es seine Form und Größe bei.

Reis. 2. Zytoskelett.

Die Kernmembran oder Karyolemma ist die Grenze des Kerninhalts. Es besteht aus zwei Membranen, die der äußeren sehr ähnlich sind. Die äußere Membran des Zellkerns ist mit den Membranen des endoplasmatischen Retikulums (ER) und über Poren mit der inneren Membran verbunden.

ER-Membranen durchdringen das gesamte Zytoplasma und bilden Oberflächen, auf denen die Synthese verschiedener Substanzen, einschließlich Membranproteinen, stattfindet.

Organellenmembranen

Die meisten Organellen haben eine Membranstruktur.

Die Wände bestehen aus einer Membran:

• Golgi-Komplex;
• Vakuolen;
• Lysosomen

Plastiden und Mitochondrien bestehen aus zwei Membranschichten. Ihre äußere Membran ist glatt und die innere weist viele Falten auf.

Merkmale der photosynthetischen Membranen von Chloroplasten sind eingebaute Chlorophyllmoleküle.

An der Oberfläche befinden sich tierische Zellen äußere Membran Kohlenhydratschicht namens Glykokalyx.

Reis. 3. Glykokalyx.

Die Glykokalyx ist am stärksten in den Zellen des Darmepithels entwickelt, wo sie Bedingungen für die Verdauung schafft und das Plasmalemma schützt.

Tabelle „Aufbau der Zellmembran“

Was haben wir gelernt?

Wir haben uns den Aufbau und die Funktionen der Zellmembran angesehen. Die Membran ist eine selektive (selektive) Barriere der Zelle, des Zellkerns und der Organellen. Der Aufbau der Zellmembran wird durch das Fluidmosaikmodell beschrieben. Nach diesem Modell werden Proteinmoleküle in die Doppelschicht aus viskosen Lipiden eingebaut.

Test zum Thema

Auswertung des Berichts

Durchschnittliche Bewertung: 4.5. Insgesamt erhaltene Bewertungen: 264.