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Biomembran

Frage

Was ist eine Biomembran?

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Eine Biomembran ist eine biologische Trennschicht, welche die Zelle oder Zellorganellen zum Außenraum hin abgrenzt. 

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Was ist eine Zellmembran?

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Die Zellmembran, auch Plasmamembran,  ist ein Beispiel für eine Biomembran. Diese Biomembran grenzt die Zelle nach außen hin ab.

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Welche grundlegenden Eigenschaften hat eine Biomembran?

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Eine Biomembran

  • ist immer in sich geschlossen
  • umgibt einen Raum
  • ist flüssig
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Frage

Wie ist eine Biomembran aufgebaut?

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Der Hauptbestandteil einer Biomembran sind Lipide (Cholesterin, Sphingolipiden und Phospholipide). Sie sind verantwortlich für die typische Form und die physiochemischen Eigenschaften der Biomembran. Eine Biomembran besteht in wässriger Lösung immer aus einer Doppelschicht von Phospholipiden.

Zusätzlich können sich Membranproteine in und auf der Biomembran befinden.

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Frage

Wie ist eine Phospholipid-Doppelschicht aufgebaut?

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Jedes Phospholipid besitzt einen hydrophilen Kopf und zwei hydrophobe Schwänzchen. Für die Lipid-Doppelschicht richten sich zwei Reihen Phospholipide so aus, dass die hydrophilen Köpfe nach außen und die hydrophoben Schwänzchen zueinander nach innen, zeigen.

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Frage

In welchem Verhältnis stehen die Eigenschaften hydrophil, hydrophob, lipophil und lipophob zu einander?

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wasserliebend

=

hydrophil

-->

fettabweisend

=

lipophob

wasserabweisend

=

hydrophob

-->

fettliebend

=

lipophil

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Frage

Was versteht man unter "amphipathisch"?

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Ein Molekül, dass sowohl einen hydrophilen als auch einen hydrophoben Anteil besitzt, nennt man amphipathisch.

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Nenne die drei wichtigsten Membranlipide.

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Cholesterin, Sphingolipiden und Phospholipide sind die wichtigsten Membranlipide.

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Welche Eigenschaft verleiht Cholesterin der Biomembran?

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Cholesterin ist weniger amphipathisch und stört die Fluidität von Biomembranen. Ein hoher Anteil an Cholesterin macht die Biomembran starrer.

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Frage

Was sind Glykolipide?

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Glycolipide sind Lipide, die einen oder mehrere Mehrfachzucker (Oligosaccharide) gebunden haben. Diese kommen nur auf Außenseite von Biomembranen vor.

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Was für Arten an Membranproteinen gibt es in einer Biomembran?

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Man unterscheidet zwischen peripheren, integralen und lipidverankerte Membranproteinen.

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Was ist ein integrales Membranprotein?

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Integrale Proteine durchbrechen beide Schichten der Lipiddoppelschicht. Sie gehören deshalb zur Gruppe der Transmembranproteine. Dazu müssen sie amphipathische Eigenschaften besitzen. Es ist möglich, dass Anteile der Proteine aus der Biomembran herausragen. Integrale Proteine sind nicht starr in der Lipid-Doppelschicht verankert, sondern können sich frei in dieser bewegen.

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Frage

Was ist ein peripheres Membranprotein?

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Periphere Proteine liegen auf einer der beiden Seiten der Lipid-Doppelschicht auf. Sie sind nicht-kovalent an die Lipid-Köpfchen oder integralen Proteine gebunden. Sie sind dynamisch und können entlang der Lipid-Schicht bewegt werden.

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Frage

Was ist ein lipidverankertes Membranprotein?

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Lipidverankerte Proteine reichen nicht durch die Lipid-Doppelschicht durch, sind aber kovalent an ein Lipidmolekül gebunden.

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Frage

Was sind die Funktionen der Biomembran?

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  • Kompartimentierung
  • Gerüst für biochemische Aktivität
  • Selektive Permeabilität
  • Transport gelöster Stoffe
  • Signalübertragung
  • Interzelluläre Wechselwirkung
  • Oberflächenvergrößerung
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Nenne je zwei Zellorganellen mit:

  • einer Biomembran
  • zwei Biomembranen
  • ohne Biomembranen
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Zellorganellen:

  • mit einfacher Biomembran: Golgi-Apparat, endoplasmatisches Retikulum
  • mit doppelter Biomembran: Zellkern, Mitochondrium, Chloroplast
  • ohne Biomembran: Ribosom, Mikrotubuli
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Frage

Ist die Biomembran eine semipermeablen Membran? Begründe.

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Ja. Da manche Teilchen durch Diffusion die Biomembran überqueren können, handelt es sich bei der Biomembran um eine semipermeable Membran.

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Frage

Nenne drei Stoffe die über die Biomembran diffundieren können. Welche Eigenschaften haben sie gemeinsam?

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Moleküle die über die Biomembran diffundieren können sind zum Beispiel Kohlendioxid, Alkohol und Harnstoff. Sie alle sind relativ klein und lipophil.

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Worin unterscheiden sich der aktive und passive Transport?

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  • Aktiver Transport: Stofftransport unter Aufwand von Energie entgegen des Konzentrationsgradienten.
  • Passiver Transport: Stofftransport entlang des Konzentrationsgefälles ohne Energieaufwand.
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Was ist die erleichterte Diffusion?

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Unter Erleichterter Diffusion versteht man die Diffusion mithilfe von Kanalproteinen. Die erleichterte Diffusion ist ein passiver Transport.

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