Zellmembran

Die Zellmembran (Membrana cellularis), bei Pflanzenzellen auch Plasmalemma genannt, ist eine die lebende Zelle umgebende und deren inneres Milieu aufrechterhaltende, elastisch verformbare, lichtmikroskopisch höchstens als vage Linie erfassbare häutchenartige Struktur. Sie ist nach dem Prinzip einer Biomembran aufgebaut, besteht also chemisch aus

• Lipiden, vor allem Phospholipiden und Glykolipiden, die eine Doppellipidschicht bilden und deren polare, hydrophile Enden dem wässrigen Umgebungsmilieu entgegenragen, während die apolaren, lipophilen Schwänze einander zugekehrt sind,
• Proteinen, die in den Lipidfilm eintauchen, z.T. aber auch zur Innen- bzw. Außenfläche der Membran hin gelagert sind oder als Transmembranproteine die Lipidschicht völlig durchdringen.

Grundlegend für die Funktion biologischer Membranen ist, daß sie in der Lage sind, Stoffe selektiv durchzulassen. Im Gegensatz dazu sind einfache Membranen nur semipermeabel, das heißt, sie sind für Wasser, das als Lösungsmittel fungiert, permeabel, für gelöste größere Teilchen (größere Moleküle und geladene Teilchen = Ionen) allerdings nicht. Grundlegende Mechanismen an der Membran sind Diffusion und Osmose, denn durch diese Vorgänge wird letztendlich etwas durch die Membran transportiert. Für den Austausch zwischen Cytosol und Extrazellulärraum sorgen spezielle Strukturen in der Membran: Transporter (Carrier), ATP-abhängige Pumpen und Ionenkanäle.

Nach Außen aus der Membran ragende Molekülgruppen (wie zum Beispiel Kohlenhydratketten) sorgen für spezifische Membraneigenschaften und haben Antigen-Charakter.

Die meisten Zellen besitzen ein Membranpotential, das heißt zwischen innen und außen besteht eine Potentialdifferenz. Es entsteht durch unterschiedliche Stoff- und Ladungsverteilung ein elektrochemischer Gradient.

Die Außenseite der Zellmembran ist mit verschiedenen Rezeptoren besetzt.

Durch die partielle Fluidität der Membran können Membranbestandteile in lateraler Richtung diffundieren. Ein Wechsel von Lipiden zwischen beiden Schichten, Flip-Flop genannt, erfordert dagegen ATP-abhängige Enzyme, die so genannten Flippasen. Biologische Membranen sind verformbar, allerdings kaum dehnbar in lateraler Richtung.

Sonderbildungen sind bei tierischen Zellmembranen die Mikrovilli, Pseudopodien-artige Ausstülpungen nach außen, die die Oberfläche der Membran vergrößern und zusammen den "Bürstensaum" der Zelle bilden.

Siehe auch:

Biomembran, Thrombozyten, Mesosom

Weblinks

• Miniaturbildübersicht Zellmembran (Membrana cellularis)
• Die Zellmembran
• Hypothese zur Entstehung erster Zellmembranen