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Phospholipide sind Moleküle, die aus hydrophoben Fettsäuren und einer hydrophilen Phosphatgruppe bestehen. Sie kommen in verschiedenen Formen und in allen Zellmembranen vor und sind essenziell für die Zelle.
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Jetzt kostenlos anmeldenPhospholipide sind Moleküle, die aus hydrophoben Fettsäuren und einer hydrophilen Phosphatgruppe bestehen. Sie kommen in verschiedenen Formen und in allen Zellmembranen vor und sind essenziell für die Zelle.
Phospholipide bestehen aus einer Phosphatgruppe, an der immer zwei Fettsäuren gebunden sind. Fettsäuren gehören zu den Lipiden, was auch den Namen des Moleküls erklärt. Beide Gruppen sind über Glycerin verbunden. Am Kopf der Phosphatgruppe sitzt dazu ein Rest, meistens handelt es sich um Cholin. Es sind aber auch andere Reste möglich. Hat ein Phospholipid Glycerin als "Verbindungsstück" werden sie auch als Phosphoglyceride bezeichnet.
Die Phosphatgruppe und der Rest in Verbindung mit dem Glycerin sind polar und somit hydrophil, die Fettsäuren sind unpolar und deswegen lipophil und hydrophob.
Diese Eigenschaft, sowohl hydrophil als auch lipophil respektive unpolar sowie polar zu sein, nennt man amphiphil.
Sie kommen in jeglichen Zellmembranen vor und sind somit ein fester Bestandteil jeder Zelle. Wegen ihres Vorkommens in der Zellmembran zählen sie zu den Membranlipiden.
Polare Moleküle enthalten Atome mit deutlich abweichenden Elektronegativitäten, wodurch es zu Partialladungen kommt. Die Elektronegativität eines Moleküls zeigt an, wie stark es Elektronen zu sich ziehen kann. Ein stärker elektronegatives Atom kann so einem schwächeren innerhalb des Moleküls ein Elektron "entziehen", wodurch das schwächere Atom eine positive Ladung annimmt.
Das bezieht sich jedoch auf den Verbund im Molekül und nicht bei einzelnen Atomen. Das stärkere Atom ist aufgrund der negativen Ladung eines Elektrons somit negativer geladen als zuvor. Unpolare Moleküle enthalten entweder überwiegend gleiche Atome oder solche, die sich in ihren Elektronegativitäten kaum unterscheiden. Dadurch kommt es nicht zu Partialladungen.
Wie schon in der Definition beschrieben, bestehen Phospholipide aus 4 Teilen:
Formal gesehen sind Phospholipide Triglyceride.
Triglyceride sind Glycerin-Moleküle mit drei Resten, also Bindungspartnern. Es gibt auch Diglyceride, diese haben dann dementsprechend nur 2 Reste gebunden. Ein Rest ist durch den Phosphat-Kopf gegeben, die anderen beiden durch die Fettsäuren.
Außerdem unterscheidet man je nach Aufbau noch 2 Arten von Membranlipiden:
Durch den neutralen Zwischenraum ist eine Biomembran aus Phospholipiden für geladene oder polare Moleküle praktisch nicht durchlässig, sondern dementsprechend nur für unpolare Moleküle. Deswegen sind integrierte Membranproteine umso wichtiger für Biomembranen. Durch sie können eben solche Moleküle, die die Membran nicht natürlich passieren können, in die Zelle hinein oder aus ihr heraus gelangen.
Je nach Fettsäuren, die am Glycerin gebunden sind, hat eine Doppellipidschicht verschieden hohe Fluidität. Als Fluidität bezeichnet man bei Membranen die Fähigkeit, dass sich z. B. Proteine innerhalb der Membran bewegen können. Im Gegensatz dazu steht die Viskosität. Je höher diese ist, desto starrer und unbeweglicher ist eine Membran und Proteine können sich kaum in ihr bewegen.
Phospholipide kommen in Zellmembranen und Liposomen als Doppellipidschicht und in Mizellen als einfache Lipidschicht vor.
Zellmembranen sind Doppellipidschichten. Das bedeutet, dass die unpolaren Schwänze zusammen organisiert sind und die beiden Seiten der Köpfe diesen inneren Teil abgrenzen. Um die Doppellipidschicht herum ist es somit hydrophil und im Inneren der Schicht hydrophob.
Liposomen sind sozusagen leere Vesikel und bilden sich in Wasser aufgrund der unterschiedlichen Polaritäten der beteiligten Moleküle. Sie können also Stoffe aufnehmen und mit der Zellmembran verschmelzen, um diese aus der Zelle zu schleusen. Liposomen bestehen, wie die Zellmembran, aus einer Doppellipidschicht.
Die unpolaren Schwänze ordnen sich also ebenfalls so zusammen, sodass die Köpfe den inneren Teil der Doppellipidschicht nach außen hin abschirmen und im Inneren ein abgegrenzter, hydrophiler Bereich entsteht. Das bedeutet, dass in einem Liposom theoretisch auch Wasser eingelagert sein könnte.
Mizellen hingegen bestehen nur aus einer einzelnen Lipidschicht, deren Köpfe ebenfalls nach außen gerichtet sind. Die Schwänze befinden sich somit in der Mizelle und es herrscht ein hydrophobes Milieu. Sie könnten also kein Wasser einlagern. Die folgende Abbildung zeigt Dir den Aufbau eines Liposoms, einer Mizelle und einer Doppellipidschicht, wie sie in Biomembranen vorkommt:
Phospholipide - insbesondere Doppellipidschichten - verleihen der Zelle lebensnotwendige Fähigkeiten wie Stabilität und Durchlässigkeit, aber auch Flexibilität. In der Doppellipidschicht stecken Proteine und Kanäle, die Moleküle in die Zelle schleusen und sie auch wieder herauslassen können.
Phospholipide - aber auch Proteine - sind in der Zellmembran auch sehr flexibel und können sich wie in einer Flüssigkeit bewegen. Das wird als Flüssig-Mosaik-Modell bezeichnet. Mosaik deswegen, weil es aus ganz verschiedenen Teilen zusammengesetzt ist. Phospholipide können sich seitlich in der Ebene der Membran bewegen. Das wird auch als laterale Diffusion bezeichnet.
Sie können sich aber auch um ihre eigene Achse drehen oder die Seite der Membran unter Energieverbrauch wechseln. Das wird als Flipflop bezeichnet und wird durch die Enzyme Flippase, Floppase und Scramblase ermöglicht. Schau Dir in der folgenden Tabelle an, was ihre Unterschiede sind.
Enzym | Betreffende Phospholipide | Aktivität |
Flippase | PhospatidylserinPhosphatidylethanolamin | meistens Drehen der Phospholipide zur Außenseite der Zellmembran |
Floppase | PhosphatidylcholinCholesterolSphingolipide | meistens Eindrehen zur Innenseite der Zellmembran |
Scramblase | alle | unspezifisches Umdrehen von innen nach außen oder andersherum |
Das Umdrehen der Phospholipide ist nicht zufällig, sondern hat auch einen wichtigen Zweck für die Zellmembran. Durch den Flipflop wird die Asymmetrie der Zellmembran erhalten. Asymmetrisch bedeutet in diesem Zusammenhang nur, dass sich auf beiden Seiten der Membran nicht das Gleiche befindet. Eine Seite ist nämlich dem Cytoplasma zugewandt, während die andere Seite zum extrazellulären Raum zeigt.
Die nach innen gerichtete Seite heißt P-Seite (für plasmatisch), die nach außen gerichtete E-Seite (für extraplasmatisch).
Mehr zum Aufbau und den Funktionen der Biomembran findest Du hier.
Die Beweglichkeit der Membran ist auch deshalb wichtig, weil die Zelle so Endo- und Exozytose betreiben kann, was fundamentale Funktionen sind!
Endozytose ist die Aufnahme von Stoffen aus dem extrazellulären Raum, Exozytose die Abgabe von Stoffen in den extrazellulären Raum.
In der letzten Tabelle hast Du vielleicht schon erkannt, dass es verschieden Phospholipide gibt. Diese Phospholipide haben spezielle Aufgaben in verschiedenen Zelltypen und unterscheiden sich anhand ihres Rests, der am Phosphat-Kopf hängt. Hier eine Übersicht über die wichtigsten verschiedenen Membranlipide:
Phospholipid | Aufgabe |
Phosphatidylcholin (Lecithin) |
|
Phosphatidylinositol |
|
Phosphatidylserin |
|
Sphingolipide |
|
Phospholipide sind ebenfalls in der Immunabwehr wichtig. Sie helfen der Zelle dabei, sich vor Toxinen zu schützen, sodass diese nicht in die Zelle eintreten und Schaden anrichten können.
Phospholipide werden am glatten endoplasmatischen Retikulum gebildet. Sie werden dann in Vesikel verpackt und erreichen so den Ort an der Membran, an dem sie gebraucht werden. Abgebaut werden sie wiederum durch ein Enzym, welches sich Phospholipase nennt. Das wird z. B. während der molekularen Signalweiterleitung zwischen Zellen gemacht.
Phospholipide sind Verbindungen aus einer Phosphatgruppe und ein oder zwei Fettsäuren. Sie werden durch Glycerin verbunden.
Ein Phospholipid hat einen Kopf und einen Schwanz. Der Schwanz besteht aus zwei Fettsäuren und ist hydrophob. Der Kopf besteht aus einer Phosphatgruppe, Cholin, Glycerin und ist hydrophil. Glycerin verbindet die Phosphatgruppe mit den Fettsäuren.
Phospholipide sind amphiphil. Das bedeutet, dass ein Teil des Moleküls hydrophob und ein anderer hydrophil ist. Die Phosphatgruppe (Kopf) ist hydrophil, während die Fettsäuren (Schwanz) hydrophob sind.
Phospholipide werden am glatten endoplasmatischen Retikulum gebildet und von dort aus in Form von Vesikeln zur Membran geschickt, wo sie eingebaut werden können.
Karteikarten in Phospholipide15
Lerne jetztAus welchen Teilen bestehen Phospholipide?
Wie verhalten sich die verschiedenen Bereiche des Phospholipids zu Wasser?
Der Kopf ist hydrophil und der Schwanz hydrophob.
Wie nennt man die Eigenschaft eines Moleküls, gleichzeitig hydrophil und hydrophob zu sein?
amphiphil
Welche Bindung besitzen die Phosphatgruppe und das Glycerin?
Esterbindung
In welche Gruppe fallen Phospholipide formell gesehen?
Triglyceride
Welche 2 Arten von Phospholipiden gibt es?
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