Zelloberflächen

Zelloberflächen bezeichnen die äußere Grenzschicht von Zellen, die das Innere von der Außenwelt trennt. Die zentrale Komponente ist die Zellmembran, eine Lipiddoppelschicht, die Proteine, Kohlenhydrate und Cholesterin enthält. In Pflanzen, Pilzen und Bakterien bildet zusätzlich eine Zellwand bzw. weitere Strukturen die Oberflächenbarriere. Die Zelloberfläche trägt wesentliche Funktionen in der Zellkommunikation, Stoffaufnahme, mechanischer Stabilität sowie in der Selbst- und Fremderkennung.

Die Zellmembran folgt dem Fluid-Mosaik-Modell: Phospholipid-Doppelschicht mit integrierten Proteinen. Proteine dienen als Kanäle, Carrier, Rezeptoren, Enzyme oder Adhäsionsmoleküle. Kohlenhydrate sind vor allem an Membranproteinen oder -lipiden befestigt und formen die Glykokalix, die eine Rolle bei der Zellerkennung spielt. Cholesterin stabilisiert die Membran und beeinflusst die Fluidität.

Zu den Funktionen gehören kontrollierte Permeabilität, aktiver und passiver Transport, Endozytose und Exozytose, Signaltransduktion und Zellerkennung. Membrandomänen wie Lipid-Rafts organisieren Reaktionen und Transportwege. Adhäsionsmoleküle ermöglichen Zell-zu-Zell-Interaktionen, Gewebestrukturen und bilden Junctions wie Tight Junctions und Desmosomen.

Spezifische Oberflächenstrukturen umfassen Mikrovilli und Stereozilien zur Oberflächenvergrößerung, Zilien oder Geißeln zur Mobilität. In Prokaryoten tragen Kapseln, S-Layers, Pili und weitere Oberflächenproteine zur Interaktion mit der Umwelt bei. Die Zelloberfläche wird in der Forschung intensiv untersucht, insbesondere im Kontext von Rezeptoren, Immunerkennung und zielgerichteten Therapien.