Doppelmembran

Doppelmembran bezeichnet in der Biologie eine Membran, die aus zwei Lipid-Doppelschichten besteht und durch einen Zwischenraum getrennt ist. Dieses Bauprinzip kommt vor allem bei bestimmten Zellorganellen vor und ermöglicht die Bildung separater Reaktionsräume innerhalb der Zelle.

Typische Beispiele sind die Kernmembran (Kernhülle) sowie die Doppelmembran von Mitochondrien und Chloroplasten. Der Zwischenraum zwischen den beiden Membranen wird Intermembranraum bzw. Perinuklearraum genannt. Die äußere Membran ist oft durchlässig und kann mit dem endoplasmatischen Retikulum verbunden sein, während die innere Membran eine spezifische Proteinzusammensetzung besitzt und wesentliche Funktionen für Organisation und Transport der Organellen trägt. Die Kernmembran wird durch die Laminen des Nukleuskerns stabilisiert und durch Kernporenkomplexe für den gegenseitigen Austausch mit dem Zytoplasma reguliert.

Funktionell dient eine Doppelmembran der räumlichen Trennung von Stoffwechselprozessen, dem Schutz genetischer Information und der selektiven Transportsteuerung. Transportsysteme in den Membranen, wie Translokasen in Mitochondrien oder Kernporen in der Kernmembran, regeln den Austausch von Proteinen, Nukleinsäuren und Metaboliten zwischen Kompartimenten. Bei Mitochondrien und Chloroplasten ermöglichen innere Membranen zudem spezifische Energieketten und Reaktionsräume.

Der Ursprung vieler Doppelmembranen eukaryotischer Organellen wird durch die Endosymbiontentheorie erklärt: Mitochondrien und Chloroplasten gehen auf einst eigenständige Bakterien zurück. Die Kernmembran ist eine eigenständige Struktur, deren Entwicklung eng mit der Evolution der Zellorganisation verbunden ist.