Das Fluid-Mosaik-Modell

Singer und Nicolson beschrieben 1972 die Biomembran als flüssige Lipidschicht, in der Proteine schwimmen.

• Lipiddoppelschicht:flüssige Grundsubstanz; Lipide wechseln ständig seitlich den Platz, nur selten von einer Schicht in die andere.
• Integrale Proteine:durchspannen die Membran, z. B. Kanal- und Carrierproteine; ihr Mittelteil ist hydrophob.
• Periphere Proteine:liegen innen oder außen nur auf, z. B. Enzyme oder Anker für das Zellskelett.
• Glykokalyx:Kohlenhydratketten an Proteinen und Lipiden der Außenseite — Erkennungsmerkmal der Zelle.
• Cholesterin:zwischen den Phospholipiden der Tierzelle; hält die Membran bei Wärme fest, bei Kälte flüssig.
• Asymmetrie:Außen- und Innenseite sind verschieden zusammengesetzt; Dicke etwa 7–10 nm.

Ein Modell ist nur so gut wie die Befunde, die es erklärt.

• FRAP:Fluoreszenz-markierte Membranproteine werden an einer Stelle mit dem Laser gebleicht; ungebleichte Moleküle wandern nach, der Fleck wird wieder hell.
• Zellfusion:Frye und Edidin (1970): Nach Verschmelzen einer Maus- und einer Menschenzelle mischen sich die markierten Proteine bei 37 °C in 40 min, bei 15 °C kaum.
• Nachweis der Bausteine:Rote-Bete-Stücke verlieren ihren roten Farbstoff in Ethanol (löst Lipide) und nach Hitze (zerstört Proteine), im Kontrollansatz mit Wasser nicht.

Die linke Fläche zeigt einen Membranausschnitt von oben mit leuchtend markierten Proteinen. Drücke „Bleichen“ und dann ▶ — oder schrittweise „+10 s“. Vergleiche Temperaturen und die Verankerung; die Kurven bleiben zum Vergleich stehen.

Halte fest: Der gebleichte Fleck wird wieder hell, weil sich Proteine in der flüssigen Lipidschicht seitlich bewegen. Wärme beschleunigt die Bewegung; verankerte Proteine bleiben stehen — der Fleck erholt sich nur teilweise.