Grundlagen Biology an der FHNW - Fachhochschule Nordwestschweiz

Die Plasmamembran besteht aus Lipiden und Proteinen. Die hat einen amphipathischen Bau, d.h. sie haben einen lipophilen Schwanz und einen hydrophilen Kopf. Die lipophilen Schwänze und die hydrophilen Köpfe lagern sich zu einer Doppelschicht, der Phospholipid Doppelschicht, zusammen

Es ist ein Modell für biologische Membranen. Lipide und Proteine können sich in den Schichten bewegen, die Lipide können die Schicht auch wechseln. Dadurch entsteht ein sehr flexibles System. Der Anteil an ungesättigten Fette bestimmt die Fluidität. Je höher der Anteil an ungesättigten Fetten ist, dann können sich die Lipide nicht so dicht lagern, da sie einen knick im Schwanz haben. 

- Transportproteine

- Enzyme

- Signalübertragung durch Botenstoffe in ECM

- Zell-Zell Verbindung

- Zell-Zell-Erkennung

- Verbindung mit Cytoskelett und ECM

Apolare Moleküle wie hydrophobe Kohlenwasserstoffe und Gase wie CO2 und O2 können die Membran durchdringen. Wasser kann die Membran nur sehr langsam durchdringen. Wasser kann durch Poren die Membran schneller durchdringen. 

Ionen und hydrophile Moleküle können die Membran nicht oder nur sehr langsam durchdringen. Sie brauchen spezielle Kanäle um die Membran zu durchdringen. 

Kanäle bilden Poren durch die Membran. Dadurch ist der Stofftransport von z.b. Ionen oder Wasser möglich. 

Carrier binden Fracht. Es kommt zur Änderung der Konformation (Struktur) des Stoffes und dann zum Stofftransport. Es findet eine erleichterte Diffusion statt 

Der Passive Transport findet von der hohen Konzentration zur niedrigen Stoffkonzentration statt. Er findet also entlang des Konzentrationsgradienten statt. Dies geschieht ohne Energieverbrauch

Der aktive Transport findet gegen den Konzentrationsgradienten statt, also von der tieferen Stoffkonzentration zur höheren Konzentration. Dafür braucht es Energie. 

Ionenpupen sind Pumpen aus Untereinheiten. Untereinheiten sind Proteine, welche in der Membran eingebaut sind. 

Phosphatgruppen werden an die UE Ionen gebunden (Phosphorylierung), dadurch kommt es zu einer Strukturveränderung, schliesslich können dann die Ionen transportiert werden.

Natrium/Kalium Pumpe (Na/K-Pumpe)

Protonen (H+)-Pumpe

Mit diesen Vorgängen ist der Transport durch Vesikel gemeint.

Die Endocytose beschreibt die Aufnahme von grösseren Partikel über die Vesikelbildung. -> Die Partikel werden von der Zelle aufgenommen, die Plasmamembran stülpt sich ein und umlagert das Partikel, das Vesikel schnürt sich ab. 

Die Exocytose beschreibt die Abgabe von Stoffen über die Verschmelzung von Vesikel mit Plasmamembran. 

Kinetische Energie: Energie für die Bewegung von Objekten, z.B. Kontraktion Beinmuskel für die Bewegung der Pedale am Fahrrad

Thermische Energie: Kinetische Energie (Bewegungsenergie) der Zufallsbewegungen von Atomen und Molekülen

Jedes Atom oder Molekül hat eine Eigenbewegung, je kleiner sie sind desto schneller sind sie, je höher die Temperatur ist, desto schneller ist die Bewegung. 

Chemische Energie: Energie, die durch chemische Reaktionen verfügbar wird

Isoliertes System: Es findet keinen Austausch von Energie und Materie mit der Umgebung statt.

z.B. Caffè in Thermoskanne -> läuft nicht aus und bleibt warm (kein Wärmeverlust)

Geschlossenes System: Es findet einen Austausch von Energie statt aber keinen Austausch von Materie

z.B. Kaffee in Porzellan Kanne -> läuft nicht aus, gibt aber Wärme ab

Offenes System: Es findet einen Energie- und Materien-Austausch statt. 

Organismen sind offene Systeme, sie nehmen Energie von z.B. organischen Verbindungen (Nahrung) auf und setzten Wärme und Stoffwechselprodukte frei. 

1. Hauptsatz: Energieerhaltungsgesetzt: Die Gesamtenergie des Universums ist konstant, die Energie kann umgewandelt oder übertragen werden aber nicht neu erzeugt oder vernichtet werden.

2. Hauptsatz: Bei jeder Energieübertragung oder Umwandlung geht ein Teil der Energie aus dem System "verloren"; Ein Teil der Energie wird zu Wärme -> Energietransformation. (Zufallsbewegung von Atomen/Molekülen)