membranstructuur

Membransstructuur verwijst naar de opbouw en organisatie van biologische membranen, waarmee cellen en organellen zich afscheiden en interne compartimenten mogelijk maken. Het centrale onderdeel is de lipiden dubbellaag, meestal samengesteld uit fosfolipiden en cholesterol, met een hydrofobe kern en hydrofiele kopgroepen. De lipiden zijn doorgaans asymmetrisch verdeeld tussen het buiten- en binnenblad, wat bijdraagt aan specifieke functies. Het vloeibaar mosaïek-model beschrijft membranen als een dynamisch geheel van lipiden en eiwitten die vrij kunnen bewegen.

Membranen bevatten talrijke eiwitten, zowel geïntegreerde eiwitten die door de membraan heen lopen als perifere eiwitten die aan de buiten- of binnenzijde zijn gebonden. Deze eiwitten vervullen transportfuncties (kanalen en transporters), receptoren en signaalroutes, enzymatische activiteiten en ankerpunten voor cellulaire verbindingen. Cholesterol modereert de vloeibaarheid en stabiliteit van de membranen.

De membranstructuur levert een selectieve barrière en reguleert de toestroom van ionen en moleculen. Ze faciliteert signaaltransductie, compartimentalisatie en ankerpunten voor het cytoskelet en de extracellulaire matrix. In mitochondriën en chloroplasten leveren membranen de proton- en elektrochemische gradiënten die ATP- en energiewinning mogelijk maken. De fluiditeit en de samenstelling bepalen hoe membraanproteïnen functioneren.

Membranen variëren per organel en celtype. Het plasmamembraan heeft een specifieke lipiden- en eiwitcompositie die verschilt van interne membranen zoals het endoplasmatisch reticulum of de mitochondriale membranen. De synthese en sortering vindt plaats in het endoplasmatisch reticulum en Golgi-systeem, gevolgd door vesiculair transport en integratie in hun doelmembranen. De membranen blijven dynamisch: lipiden en eiwitten bewegen lateraal en worden voortdurend vernieuwd.