BIOPHYSIK 1 - Bio Salzburg - Index

Fragenkatalog Biophysik I, WS2009
1. Benennen und erläutern Sie die Funktionen von biologischen Membranen!
• Abgrenzung von Cytosol und Organellen
• Trennung von Molekülen
• Aufrechterhaltung von Konzentrationsgradienten – Diffusion in eine Richtung wird
bevorzugt
• Unterschiedliche pH-Werte und Ionenkonzentrationen auf beiden Seiten der Membran
elektrochemischer Gradient, Kontrolle der Aktivität bestimmter Proteine, Anhäufung von
bestimmten Proteinen innerhalb bestimmter membranbegrenzter Räume
• Selektiver Filter, der den Übertritt von Ionen,Molekülen und großen Partikel wie z.B.Viren
in die und aus der Zelle regelt
• Sitz wichtiger Proteine, z.B. Komplexe der Atmungskette in der inneren
Mitochondrienmembran, an der Signaltransduktion beteiligte Proteine etc.
Aufgaben der „Schichten“ nach dem Singer-Nicolson Modell
• Die Glycocalyx ist ein Rezeptor für extrazelluläre Signale und ermöglicht die
Kommunikation zwischen Zellinnerem und Umgebung
• Die ECM (extrazelluläreMatrix) ist je nach Baustoffen zuständig für die Struktur von
Knochen, Sehnen, der Hornhaut des Auges und für die Signaltransduktion
• Die Lipid-Protein-Doppelschicht und das Cytoskelett beeinffussen Form und Beweglichkeit
einer Zelle
2. Erklären Sie das Singer/Nicholson Modell biologischer Membranen! Welche
Schwächen (Fehler) hat das Modell?
Abb. 1 Singer Nicolson Modell (Fluid Mosaic Modell)
Das derzeit anerkannte Modell wird als flüssig-Mosaik-Modell oder Singer-
Nicolson-Modell bezeichnet. Es besteht aus einzelnen Proteinmolekülen, die in einer flüssigen
Doppelschicht aus Phospholipiden schwimmen. Phospholipide sind so genannte Zwittermoleküle,
da sie einen hydrophilien und einen hydrophoben Bereich haben.
• Der Lipidbilayer sorgt für Abgrenzung zwischen Außen und Innenraum der Zelle.
Ermöglichst Durchlass von Substanzen.
• Die Glycocalyx ist ein Rezeptor für extrazelluläre Signale und ermöglicht die
Kommunikation zwischen Zellinnerem und Umgebung
• Die ECM (extrazelluläreMatrix) ist je nach Baustoffen zuständig für die Struktur von
Knochen, Sehnen, der Hornhaut des Auges und für die Signaltransduktion
• Die Lipid-Protein-Doppelschicht und das Cytoskelett beeinflussen Form und
Beweglichkeit einer Zelle
Schwächen des Modells:
Seit der Aufstellung des Flüssig-Mosaik Modells von Singer und Nicholson 1972 wurden zahlreiche
Hinweise entdeckt, die zur Formulierung des dynamisch strukturierte Mosaikmodelles führten.
Verschiedene Untersuchungen zeigten, dass die Proteine und verschiedenen Lipidmoleküle
keineswegs gleichmäßig auf der Oberfläche der Membran verteilt sind, wie es in einer reinen
Flüssigkeit zu erwarten wäre. Stattdessen scheint es Gebiete mit einer hohen Konzentration von
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