Zellmembran

Die Zellmembran, auch Plasmamembran genannt, umgibt die Zelle und trennt das Zellinnere vom Extrazellulärraum. Sie bildet eine semipermeable Barriere, die den Stoffaustausch reguliert, Signale aus der Umgebung empfängt und die Interaktion mit anderen Zellen ermöglicht.

Aufbau: Die Membran besteht vorwiegend aus einer Doppelschicht von Phospholipiden, deren hydrophile Köpfe nach außen zeigen und deren hydrophobe Schwänze sich zueinander legen. Integrale Proteine durchziehen die Doppelschicht, während periphere Proteine an der Oberfläche liegen. Cholesterin oder pflanzliche Sterole stabilisieren die Membran und beeinflussen ihre Fluidität. Das Fluid-Mosaic-Modell beschreibt die Membran als bewegliche, von Proteinen durchsetzte Lipiddoppelschicht, in der Proteine frei oder fest verankert arbeiten.

Funktionen: Transportproteine ermöglichen selektiven Stoffaustausch, etwa durch einfache Diffusion, erleichterte Diffusion (mit Hilfe von Transportproteinen) oder aktiven Transport gegen einen Konzentrationsgradienten. Osmose regelt den Wasserhaushalt. Membranrezeptoren binden Signalmoleküle und lösen intrazelluläre Signalwege aus. Glykolipide und Glykoproteine unterstützen Zellerkennung und Kommunikation; Lipid- und Proteinbereiche bilden Mikrodomänen. Die Membran trägt zur Zelladhäsion und Formgebung bei und arbeitet eng mit dem Cytoskelett sowie dem Vesikeltransport zusammen. In Pflanzen ergänzt die Zellwand zusätzliche Struktur- und Schutzfunktionen.

Bedeutung: Die Membran ist dynamisch und flexibel, zeigt flüssige Eigenschaften und kann spezialisierte Strukturen wie Kanal- und Transportproteine, Aquaporine oder Rezeptorproteine enthalten. Störungen in Membranlipiden oder -proteinen können Funktionsstörungen hervorrufen und zu verschiedenen Erkrankungen beitragen; Pathogene nutzen Membranstrukturen für Anheftung, Einflüsse und Invasion.

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