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Transkript Biomembran – Bedeutung für die Zelle

Hallo! Dass eine Biomembran aus einer Lipiddoppelschicht besteht, weißt du bestimmt. Aber wie kann man sich den Aufbau genau vorstellen und wo kannst du z.B. bestimmte Membranproteine finden? Das werde ich dir in diesem Video erklären und dabei auch auf die Funktionen der Biomembran eingehen.

Selbst als man den genauen Aufbau der Biomembran noch nicht kannte, hatte man schon beobachtet, dass lipophile, also fettlösliche Substanzen, eine Membran viel leichter passieren können als hydrophile, also wasserlösliche Substanzen. Daraus schloss man, dass eine Biomembran aus fettartigen Molekülen besteht.

Heute weiß man, dass es sich bei diesen fettartigen Molekülen um Membranlipide handelt. Sie bestehen aus einem unpolaren, lipophilen Schwanz und einem polaren, hydrophilen Kopf. Eine Biomembran besteht aus zwei Lagen solcher Membranlipide und bildet eine Lipiddoppelschicht. Die beiden Lagen der Membranlipide sind so aneinander gelagert, dass die lipophilen Molekülteile einander zugewendet sind.

Die hydrophilen Molekülteile zeigen nach außen. Dieser Aufbau macht die Funktion der Biomembran deutlich: Sie grenzt nämlich verschiedene Zellen oder Zellbereiche voneinander ab.

Auf diese Weise werden veschiedene Zellen mit unterschiedlicher Funktion voneinander abgegrenzt. Aber auch unterschiedliche Zellräume wie z.B. die Organellen oder auch die Vakuole werden durch eine Biomembran von der übrigen Zelle abgegrenzt. In den unterschiedlichen Zellen und Zellräumen können dann ganz verschiedene Reaktionen ablaufen.

Für Wasser und andere kleine Moleküle ist eine Biomembran durchlässig. Für Ionen und größere Moleküle ist sie allerdings nicht permeabel. Eine Biomembran ist demnach also selektiv permeabel oder semipermeabel.

Eine Biomembran besteht aber nicht nur aus Membranlipiden. In einer Biomembran kannst du verschiedene Proteine, so genannte integrale Proteine, finden. Diese machen sogar 30-70% einer Membran aus. Du kannst dir eine Membran am besten wie ein Meer vorstellen, auf dem Eisberge schwimmen.

Das Meer stellt dabei die Lipiddoppelschicht dar, während die Eisberge die in der Membran vorkommenden Proteine widerspiegeln. Die Konsistenz einer Biomembran ist aber nicht starr, sondern vielmehr wie eine zähe Flüssigkeit, in der sich die Proteine hin und her bewegen können. Einige Proteine ragen auch durch die gesamte Membran hindurch und werden dann als Transmembranproteine bezeichnet.

Die in der Membran enthaltenen Proteine sind verschieden aufgebaut und erfüllen demzufolge auch unterschiedliche Funktionen. Kanal- oder Tunnelproteine z.B. durchziehen die Membran und ermöglichen es bestimmten Molekülen, die Membran zu passieren. Das können z.b. bestimmte Ionen sein.

Denn Ionen können eine Membran normalerweise nicht passieren. Durch Öffnen oder Schließen solcher Kanalproteine kann der Ein- und Ausstrom bestimmter Ionen von der Zelle reguliert werden. So wird der Austausch von Stoffen zwischen Zellen und ihrer Umgebung und auch zwischen den Zellorganellen und dem Cytoplasma geregelt.

Bei der Signalweiterleitung in Nervenzellen sind dir solche Kanalproteine bestimmt schon einmal begegnet. Auch spezielle Ionenpumpen sind am Stoffaustausch beteiligt. Sie können Moleküle sogar gegen ein Konzentrationsgefälle transportieren. Also eine Substanz z.B. auch in die Zelle transportieren, wenn in der Zelle schon eine enorm hohe Konzentration dieser Substanz vorherrscht. Allerdings muss dabei Energie aufgewendet werden.

Einige Proteine sind Rezeptoren. Sie ragen durch die Membran hindurch. Rezeptoren können einen Stoff wie z.B. ein Hormon an der Zelloberfläche binden und das Signal ins Zellinnere weiterleiten. Das machen sie, indem sie im Zellinneren eine bestimmte Reaktion auslösen. Beispielsweise das Abspalten eines Moleküls vom Rezeptorprotein oder die Aktivierung einer Enzymfunktion.

Biomembranen besitzen noch weitere Funktionen. Beispielsweise sorgen sie für Verbindungen zwischen verschiedenen Zellen und ermöglichen somit auch die Entstehung von bestimmten Geweben. Außerdem ermöglichen sie der Erkennung bestimmter Zellen. Dafür sind unteranderem Kohlenhydratseitenketten verantwortlich. Diese Kohlenhydratketten befinden sich an Proteinen oder direkt auf Membranlipiden. Sie werden deshalb auch Glykoproteine bzw. Glykolipide genannt.

Außerdem können von der Zellmembran kleine Membanstücke ,sogenannte Endosomen, abgeschnürrt werden und so Stoffe in die Zelle aufgenommen werden. Dieser Vorgang heißt Endozytose. Alternativ können Membranvesikel aus dem Cytoplasma mit der Membran verschmelzen und so die Abgabe von Stoffen durch die Zelle ermöglichen. Dieser Vorgang heißt Exozytose.

Zusammenfassung

Jetzt weißt du mehr über den Aufbau einer Biomembran als nur die Tatsache, dass es sich dabei um eine Lipiddoppelschicht handelt. In einer Biomembran findest du viele verschiedene Proteine wie beispielsweise Kanalproteine oder Rezeptoren. Vorstellen kannst du dir eine Membran am besten wie ein Meer, auf dem sich Eisberge bewegen. Eine solche Vorstellung spiegelt die zähe Konsistenz und die Beweglichkeit der Membranproteine wider.

Die Funktionen der Biomembran sind vielfältig: Neben der Abgrenzung von verschiedenen Zellen und Zellräumen gehören auch die Regulation des Stoffaustausches, die Erkennung von Signalmolekülen oder die Verbindung von Zellen dazu. Tschüss und bis zum nächsten Mal!

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6 Kommentare
  1. 18442 5original

    Super Video, tolle Qualität und sehr gut erklärt.

    Von Valentina Weiss, vor etwa einem Monat
  2. Default

    Bei 2:50 ist der Strich bei der Beschriftung "Cytosol" auf die falsche Stelle gerichtet; er weist auf die Mitte der Doppelschicht und nicht unterhalb.

    Von Daniel Hajek, vor 2 Monaten
  3. Default

    Sehr gut erklärt
    Besser als mein Lehrer ;)

    Von Mandeep B., vor 10 Monaten
  4. Marcel

    Hallo :)

    Die Durchlässigkeit von Wasser ist aus verschiedenen Perspektiven zu betrachten. Du zitierst dass die Membran für Wasser "nahezu undurchlässig ist", denn etwas Wasser diffundiert tatsächlich durch die Membran, natürlich nicht in großen, Mengen, sonst würde sich das Cytoplasma ja ständig verdünnen oder aus der Zelle laufen. Tatsächlich gibt es sogar sogenannte Aquaporine ("Kanal-Proteine") in der Membran die den Wassertransport erleichtern. Außerdem solltest du wissen, dass Wasser aber immer bei jedem Ionentransport druch die Membran transportiert wird, denn kein Ion in deinem Körper ist "nackt", sondern immer von einer "Wasserschicht" umzogen, das nennt man solvatisisert.

    Von Marcel Schenke, vor etwa 2 Jahren
  5. Default

    Wikipedia und mein Buch sagen mir das eine Lipiddoppelschicht so gut wie Wasser undurchlässig ist. Aber hier im Video dringt Wasser durch die Lipiddoppelschicht. Was ist denn nun richtig?
    "In Wasser bildet sich, als eine Folge des hydrophoben Effektes, eine Doppelschicht, bei der die hydrophoben Schwänze nach innen und die hydrophilen Köpfe nach außen zeigen. Wegen des hydrophoben Kerns ist eine solche Lipiddoppelschicht nahezu undurchlässig für Wasser und wasserlösliche Moleküle" (Wikipedia)

    Von Hartung C, vor etwa 2 Jahren
  1. Profile no image

    Anschauliches und informatives Video. Top!

    Von Max M., vor etwa 2 Jahren
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