Membranen

Funktion

Zellmembranen bilden die Grenzfläche zwischen dem Zellinneren und den Außenregionen der Zelle. Auch grenzen sie innerhalb der Zelle bestimmte Teilbereiche ab, so ist zum Beispiel der Zellkern von einer Membran umgeben. Neben dieser Abgrenzung, die man auch als Kompartimentierung bezeichnet, schützt die Membran sogleich vor dem Außenmedium. Die Biomembranen ermöglichen auch einen Stoffaustausch durch Proteine, die sich in der Membran befinden. Die Stoffe werden allerdings selektiert, das heißt die Membran läßt nicht jeden Stoff durch, man bezeichnet sie deswegen auch als semipermeabel. Des weiteren dient die Membran zur "Kommunikation" mit anderen Zellen.

Aufbau

Nach dem heutigen Membranmodell ist der Hauptbestandteil ein doppelter Fettfilm. Fettmoleküle bestehen aus einem wasserliebendem und einem wasserfeindlichen Ende. Dadurch können sie sich als Tröpfchen (sog. Micelle, links), aber auch als Blase(rechts), Liposom genannt, anordnen.

Diese Fettmoleküle lagern sich dann in der Membran speziell aneinander. Die Kohlenwasserstoffreste der Carbonsäuren haben die Eigenschaft, dass sie wassermeidend (hydrophob) sind. Dies wird verursacht dadurch, dass die Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen und den Wassersoffatomen unpolar sind. Aufgrund dieser Eigenschaft richten sich die Kohlenwasserstoffreste nach innen aufeinander. Der hydrophile (wasserliebende) Phosphatrest orientiert sich einmal in die wässrige Lösung des Cytoplasmas und auf der anderen Seite der Biomembran in das ebenfalls wässrige Medium des interzellulären Raumes. Die Hydrophilität kommt daher, dass die Molekülteile, genau wie die des Wassers, sehr polar sind.

Möglichkeiten zur Anordnung von Carbonsäuren an der Wasseroberfläche und in der Seifenblase

Wasseroberfläche	Seifenblase
	Kohlenwasserstoffschwänze Polarer Kopf

In diesem Fettfilm schwimmen die Proteine. Das ganze Gebilde ist also in sich beweglich und nicht starr, wie man um 1930 angenommen hatte. Um den Aufbau der Membran zu komplettieren fehlt noch ein Stickstoffatom mit anhängenden CH3 - Gruppen. Der chemische Aufbau der Membran sieht dann wie folgt aus: