11.04.2021 transkription
05.03.2021 Ökologie

Informationen und Materialien zum Fach Biologie in allen Schulformen und für alle Schulstufen

 

Zellmembranen

Noch bevor man mit Hilfe des Elekronenmikroskops Einzelheiten von Zellmembranen darstellen konnte, wusste man durch biochemische Untersuchungen bereits sehr viel über den Bau von Biomembranen.

Wichtige Forschungsergebnisse:

  1. OVERTON zeigte schon 1902, dass lipidlösliche Stoffe (Lipid ist eine Sammelbezeichnung für Fette und fettähnliche Stoffe, z. B. Lecithin), besser durch Membranen gelassen werden als wasserlösliche Stoffe, Außerdem zeigte er, dass Lipidlösungsmittel die Membran zerstören.
  2. Lipide sind langgestreckte, polar gebaute Moleküle, deren eines Ende wasserabstoßende (hydrophob) und deren anderes ende wasserfreundlich (hydrophil) ist. 1917 ließ der Amerikaner LANGMUIR Lipide auf einer Wasseroberfläche ausbreiten, wobei der Film auf dem Wasser genau so dick wie die größte Ausdehnung eines Moleküls war.
  3. 1925 extrahierten die holländischen Forscher GROTER und GRENDEL aus Zellmembranen von Roten Blutkörperchen (RBK) Lipide und ließen diese sich auf einer Wasseroberfläche ausbreiten. Die Fläche, die die Lipidschicht einnahm war doppelt so groß wie die Oberfläche der RBKs.
  4. 1930 ergaben die Untersuchungen der Oberflächenspannungen folgender Ergebnisse:
    Lecithin auf Wasser 7-10 dyn/cm2
    RBK auf Wasser 0,2-0,8 dyn/cm2.
  5. DANIELLI und HARVEY isolierten 1935 Proteine aus Zellmembranen.
  6. 1965 konnten SINGER und NICOLSON zeigen, dass der Proteingehalt je nach Zelltyp schwankte. Außerdem entdeckten sie, dass bestimmte Proteinen nur auf der Außenseite der RBKs und nicht auf der Innenseite der Zellmembranen vorkamen.

Fragen:

  1. Was lässt sich aus den Erkenntnissen von OVERTON schließen?
  2. Warum benutzte man am Anfang der Membranforschung gerade wohl RBKs?
  3. Wie müssen die Lipidmoleküle angeordnet sein, um zu den Ergebnissen von Punkt 2 und 3I zu gelangen?
  4. Was fällt bei den Messdaten von 4 auf?
  5. Wodurch könnte dies bedingt sein? Denke auch an Punkt V.
  6. Welche Strukturen und Stoffe müssen also in einer Zellmembran einhalten sein?
  7. Welche Konsequenzen haben die Ergebnisse von SINGER und NICOLSON auf das Modell einer Zellmembran?