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In der Biologie wird die Zelle mehr als einmal sehr genau betrachtet. Ob unter dem Mikroskop oder im Zusammenhang mit Diffusion oder anderen biologischen Prozessen, die Zelle wird euch immer begleiten. Hier möchten wir euch nun die Struktur der Zelle, so wie sie unter dem Elektronenmikroskop erscheint, genauer erläutern und zeigen.
Die Zelle besteht aus einer äußeren und einer inneren Zellmembran. Diese ist semipermeabel, das bedeutet, dass nicht alle Stoffe die Membran passieren können, sondern nur solche, die bestimmte Kriterien erfüllen. Bei der Biomembran entscheidet sich das Passieren der Stoffe durch die Membran anhand der Polarität. Das bedeutet: Je polarer ein Teilchen, desto geringer ist die Chance, dass es die Membran passieren kann.
Die Biomembran
Die Biomembran besteht aus einer Lipiddoppelschicht. Dies bedeutet, dass nicht eine einzelne Schicht die Membran begrenzt, sondern gleich zwei Lipidreihen die Begrenzung der Zelle darstellen. Das ist darauf zurückzuführen, dass die Membran wichtige Transportfunktionen erfüllen muss.
Die Membran begrenzt die Zelle von außen. Sie ist extrem dünn, fast schon zu dünn. Die Konsistenz lässt sich mit Olivenöl vergleichen. Das Nötigste wird abgehalten, gröbere Eingriffe jedoch zerstören die Membran. Diese Lipidschicht, auf die wir später noch genauer eingehen, ist permanent in Bewegung. Sie ist besonders reizempfindlich.
1935 stellten die Biologen Dawson und Danielli die Hypothese auf, dass die Biomembran aus einer Lipiddoppelschicht besteht. In diese Membran seien oben und unten Proteine eingelagert. Mit dieser Hypothese haben die beiden Biologen den Aufbau der Biomembran bis heute definiert. Im Folgenden findet ihr den Aufbau einer Biomembran. Man nennt das Modell, welches wir euch hier nun vorstellen auch das „Fluid-Mosaik-Modell“.
Hier einige Fakten zum Modell:
- Ihr seht, dass einige der Zuckerbäumchen an ein Protein gebunden sind. Ist dies der Fall, nennt man das Protein dann Glykoprotein.
- Ein Zuckerbäumchen, das an ein Lipid gebunden ist, lässt das Lipid zu einem Glykolipid werden.
- Cholesterin findet man ausschließlich in Tierzellen. Pflanzenzellen besitzen keinen Anteil an Cholesterin.
- Wenn die Proteine mosaikartig eingelagert sind, kann das auf zwei verschiedene Arten geschehen. Entweder sie werden in die Membran integriert, dann werden sie integral genannt. Das Fremdwort dafür lautet: intinisch.
- Die andere Möglichkeit, ein Protein einzulagern, ist die periphere Einlagerung. Das bedeutet, das Protein liegt auf der Membran auf. Dann redet man auch von extentischer Einlagerung.
Lipide
Ein Lipid ist ein Teilchen, welches aus wasserunlöslichen Stoffen besteht. Lipide werden häufig auch als Fette bezeichnet, dies ist allerdings nur eine Untergruppe der Lipide.
Lipide sind die wichtigsten Bestandteile der Biomembran. Sie bestehen aus einem Kopf und einem Schwanz. Diese unterschieden sich darin, dass der Kopf wasserliebend ist, der Schwanz jedoch nicht. Deshalb sind die Köpfe der Lipide in der Biomembran dem Wasser zugewandt, während der Schwanz des Lipids mit dem Wasser außerhalb der Zelle nicht in Berührung kommt. Diese beiden Zustände bezeichnet man in der biologischen Ausdrucksweise als hydrophil (wasserliebend) und hydrophob (nicht wasserliebend).
Hydrophil = Wasserliebend
Hydrophob = Nicht Wasserliebend
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