Zellmembran

Die Zellmembran ist die nach außen selektiv abgrenzende Umhüllung einer jeden Zelle. Sie begrenzt wie ein feiner Fettfilm den Inhalt der Zelle und steuert ihren lebenswichtigen Austausch von bestimmten Stoffe mit ihrer Umgebung. Sie ist zwischen 7 und 10nm (Nanometer) dick (ein Nanometer ist ein Milliardstel eines Meters). Ihre Struktur entspricht einem fließenden Mosaik aus zwei Lagen von Fetten (Lipiden), die in der gleichen Schicht gegeneinander beweglich sind. Deshalb spricht man auch von dem Fluidmosaik-Modell. Die sie aufbauenden Phospholipide sind polare Moleküle. Ihre ungeladene, lipophile Seite zeigt in das Innere der Doppelschicht, während ihr geladener, hydrophiler Abschnitt nach außen weist und im Kontakt mit dem umgebenden Wasser steht. Bei der Zellmembran sind zwei solche Biomembranen übereinandergelagert. Deshalb spricht man auch von einer Doppelmembran. In der dünnen Lipidoppelschicht "schwimmen" gewissermaßen eingelagerte Proteine. Diese Proteine greifen in die verschiedenen Funktionen der Membran und damit der gesamten Zelle ein. Beispielsweise regulieren durchgehende Membranproteine den Transport von Substanzen durch die Zellmembran. Rezeptorproteine bewirken die Weiterleitung von biologischen Signalen in das Innere der Zelle. Die meisten Membranproteine weisen nach außen herausragende Zuckeranteile (Kohlenhydratreste) auf. Diese dienen vor allem als spezifische Kontakt- und Erkennungssignale zwischen Zellen.

Biomembranen finden sich nicht nur als äußere Zellbegrenzung, sie grenzen auch viele Zellorganellen und bestimmte Bereiche im Cytoplasma ab. Dort sind sie jedoch außer beim Zellkern, bei Mitochondrien und Chloroplasten einschichtig. Eine solche Kompartimentierung schafft innerhalb einer Zelle verschiedene Reaktionsräume, in denen Prozesse ablaufen können, ohne dass sie sich gegenseitig behindern oder beeinflussen.