membranstruktur

Membranstruktur bezeichnet die Organisation und den Aufbau biologischer Membranen in Zellen und Zellorganellen. Membranen trennen Reaktionsräume, regeln den Stoffaustausch und ermöglichen Signaleingänge, wodurch Zellen Lebensvorgänge koordinieren.

Der Grundaufbau besteht aus einer Phospholipid-Doppelschicht. Phospholipide sind amphiphil: Der hydrophile Kopf zieht Wasser an, die hydrophoben Schwänze meiden Wasser. In wässriger Umgebung bilden sie eine Doppelschicht, deren hydrophile Oberflächen dem Cytosol bzw. dem extrazellulären Milieu zugewandt sind. Cholesterin moduliert in tierischen Membranen die Festigkeit und Fluidität der Bilayer. Proteine gliedern sich in integrale Membranproteine, die die Doppelschicht durchqueren, und periphere Proteine, die an Ober- oder Unterseite haften. Glykoproteine und Glykolipide tragen zusätzlich zur Stabilität der Membranoberfläche sowie zur Zell­erkennung bei.

Das Fluid-Mosaic-Modell beschreibt Membranen als dynamische Strukturen, in denen Lipide und Proteine lateral bewegen und ein mosaikartiges Muster bilden. Die Membran ist semipermeabel: Kleine, unpolare Moleküle diffundieren passiv, während polare Moleküle, Ionen und größere Moleküle Transporthilfen wie Kanäle oder Carrier benötigen. Transportprozesse umfassen passiven Transport, erleichterte Diffusion und aktiven Transport durch Energieverbrauch.

Organellenmembranen unterscheiden sich in Lipidzusammensetzung und Proteindichte, erfüllen jedoch ähnliche Grundfunktionen wie Abgrenzung, Transport, Signaltransduktion und Enzymaktivität. Membranen spielen außerdem eine zentrale Rolle bei Endo- und Exocytose sowie in der Zellkommunikation.