What is the Liquid Mosaic Model?

In der Biomembran sind die einzelnen Bestandteile wie etwa die Phospholipide oder auch Proteine usw. nicht starr miteinander verbunden, sondern sind wie in einer Flüssigkeit schwimmend beweglich. Man kann es sich ein bisschen so vorstellen wie viele Tischtennisbälle, die auf einer Wasseroberfläche treiben und ständig ihre Position zueinander verändern. Ein Phospholipid bewegt sich dabei mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 µm/s. Die Proteine bewegen sich langsamer, Rhodopsin etwa bewegt sich etwa halb so schnell wie ein Phospholipid, Fibronektin ist etwa zwei bis vier Mal langsamer. Neben diesen als Lateraldiffusion bezeichneten Bewegungen innerhalb einer Lipidschicht sind auch Bewegungen zwischen den beiden Schichten einer Phospholipiddoppelschicht möglich, die man als Transversaldiffusion bezeichnet. Den Wechsel eines Moleküls von einer Schicht in die andere nennt man auch Flipp-Flop. Solche Flipp-Flops sind viel langsamer, obwohl die Diffusionsstrecke bei einer durchschnittlichen Dicke einer Lipiddoppelschicht nur etwa 5 nm beträgt (er dauert etwa 10⁸-fach so lange wie eine Lateraldiffusion der gleichen Strecke), weil die hydrophile Kopfgruppe durch die hydrophobe Schicht der Fettsäurereste hindurch muss und geschehen bei Phospholipiden deshalb nur einmal alle paar Stunden.

Die Membranfluidität, also die Geschwindigkeit, mit der die Lateraldiffusion erfolgt, hängt außerdem von der Temperatur und von der chemischen Beschaffenheit der Membranbestandteile ab. So hängt der Schmelzpunkt, also die Temperatur, bei der die Kohlenwasserstoffketten nicht mehr starr zueinander sind, beispielsweise von der Länge der Fettsäuren ab: je länger die Fettsäureketten sind, umso höher ist der Schmelzpunkt. Auch die Anzahl der cis-Doppelbindungen in den ungesättigten Fettsäuren (das sind Fettsäuren, die eine oder mehr Doppelbindungen haben, Fettsäuren ohne Doppelbindungen werden als gesättigt bezeichnet) beeinflusst den Schmelzpunkt, je mehr Doppelbindungen vorhanden sind, umso niedriger ist er.

In eukaryotischen Zellen bestimmt auch der Gehalt an Cholesterol die Membranfluidität. Es besitzt ein starres Sterangerüst, das mit den Fettsäureseitenketten hydrophobe Wechselwirkungen eingeht und so die Membran stabilisiert. Je höher der Cholesterolgehalt ist, umso starrer ist also die Membran.