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Zellmembran |
| allgemeines |
Grenzt das Zytoplasma gegen die Umgebung ab. |
Biomembranen sind flüssige Lipiddoppelschichten. |
Sie bestehen aus amphiphilen Molekülen. |
Eine hydrophile Gruppe liegt außen, eine hydrophobe Gruppe liegt innen |
| Membran - Lipide |
Membranen sind aus drei Haupttypen von Lipiden aufgebaut:
- Phosphoglyceride
- Sphingolipide
- Cholesterin.
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| Phospholipide |
Phospholipide machen den Hauptteil der Membranlipide aus. |
2 Hydroxylgruppen des Glycerins sind mit hydrophoben Fettsäuren verestert, die dritte mit einer hydrophilen Phosphatgruppe. |
Die hydrophile Phosphatgruppe trägt einen weiteren Substituenten: Cholin, Ethanolamin, Serin, Inositol |
| Sphingolipide |
Hydrophiles Sphingosin über seine Aminogruppe mit einer hydrophoben Fettsäure verknüpft. |
Ceramide, Sphingomyelin, Glycosphingolipide. |
| Cholesterin |
- tierische Membranen bis 50% Cholestein
- Pflanzen weniger
- Bakterien kein Cholesterin
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Cholesterin ist klein und wenig amphipathisch. |
Macht die Lipidschicht starrer. |
Cholesterin verhindert aber bei niedrigen Temperaturen, dass sich die Membran gelartig verfestigt. |
| Fluidität |
Die Lipiddoppelschicht einer Biomembran ist flüssig. |
Lipide und Proteine sind in der Ebene der Membran beweglich. |
Ein Austausch von Lipiden zwischen den beiden Schichten oder Lösen eines Lipids von der Membran ist sehr selten. |
Bakterien haben verzweigte Fettsäusen zur Erhöhung der Fluidität. |
| ungesättigte Fettsäuren |
Fettsäuren mit Doppelbindungen machen die Membran fluider. |
Freie Radikale zerstören die Doppelbindungen (Lipidperoxidation). |
Antioxidantien wie Vitamin E schützen ungesättigte Kohlenwasserstoffketten der Phospholipide vor Lipidperoxydation |
| Flipase |
Eine gezielte Bewegung von einer Membranseite zur anderen ist mit Flipasen unter Verbrauch von ATP möglich. |
| Rezeptoren |
Membranrezeptoren vermitteln Signale von außen an
die Zelle. |
| Caveolae |
Einbuchtungen der Plasmamembran von 50-100nm Größe. |
In der Wand des Caveolae befindet sich Caveolin. |
| Vesikel |
Membrankügelchen im Zellplasma. |
| Endozytose |
Abschnürung von Plasmavertiefungen zur Aufnahme von
Stoffen. |
CME (Clathrin-mediated endocytosis). |
Clathrin umgibt eine
Membraneinsenkung und ermöglicht die Abschnürung. |
| Exozytose |
Zur Ausscheidung vermilzt ein intrazelluäres
Vesikel mit der Zellmembran und setzt den Vesikelinhalt frei. |
| Kiss-and-Run |
Form der Exozytose |
Ein Vesikel dockt nur transient an die Zellmembran an |
Eine kleine Pore öffnet sich und wird danach wieder abgeschnürt. |
In Synapsen und neuroendokrine Zellen |
| Ionenkanäle |
Transmembranproteine, die einen passiven
Elektrolyttransport ermöglichen. |
TDabei wird meistens ein Membranpotential
aufgebaut. |
| Transporter |
Ermöglichen einen aktiven Stoffaustausch z.B. von
Elektrolyten oder Glukose. |
| Geiseln |
Haarartige Gebilde, die schlagartige
Ruderbewegungen ausführen. |
Dienen der Fortbewegung von Zellen, z.B. Spermien
und der Fortbewegung von Flüssigkeiten, z.B. dem Bronchialschleim. |
| Zellverbindungen |
Desmosomen, Tight Junctions |
| Aktin |
Alle Zellausläufer und Aufwerfungen der Zellmembran
enthalten Aktin. |
Aktinfilamente geben der Zelle Halt geben und machen sie
beweglich. |
Der Arp2/3-Komplex ist für den Aufbau von Filamenten von zentraler
Bedeutung. |
Die Aktivierung des Arp2/3-Komplexes führt zur Bildung von Ruffles
(Membranausstülpungen). |
| Integrine |
Vermitteln die Anheftung an benachbarte Zellen und
die extrazelluläre Matrix. |
Anheftung von Epithelzellen an die Basalmembran. |
| Reparatur |
Membrandefekte werden bei Muskelzellen von Annexin
A6 verschlossen. |
Dysferlin - reiche Membran-Vesikel und andere Annexine lagern
sich an und verstärken die Reparaturstelle. |
| Diphosphadyl-Serin wird an der
Reparaturstelle angereichert. |
Dieses lockt Makrophagen an. |
Makrophagen docken
an und entfernen den Reparaturflicken. |
| Membran - Enzyme |
Gammasekretase |
| großes Membranprotein in der Plasmamembran der Zelle |
| Funktion |
schneidet und aktiviert andere Proteine, die innerhalb und außerhalb der Zelle
wichtige Funktionen ausüben. |
| schneidet das Amyloid-Vorläuferprotein (APP) zu kurzen Amyloidpeptiden. |
| Notch |
Schneidet und Aktiviert den Membranrezeptor "Notch" |
Notch reguliert Gene, die insbesondere die Embryonalentwicklung des Organismus
und die Kommunikation zwischen Nervenzellen steuern. |
| Struktur |
4 Untereinheiten: Präsenilin1 und Pen2 |
| Pathologie |
Unkorrekte Schnitte und fehlerhafte Anlagerung der Amyloidpeptide führen
jedoch zu krankhaften Aggregationen, Amyloidablagerungen. |
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| Quellen |
1.) Roostalu U, et al.:
In Vivo Imaging of Molecular Interactions at Damaged Sarcolemma.
Developmental Cell 22(2012):515-529
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