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Die Kontrolle des lonenflusses über Zellmembranen ist für viele biologische Prozesse von entscheidender Bedeutung. Zu diesen Prozessen zählen die Entstehung und Weiterleitung elektrischer Signale in sensorischen Zellen, Nervenzellen und Muskelzellen, ebenso wie die Kontrolle des Schwimmverhaltens motiler Zellen, wie z.B. Spermien. Zonenkanäle sind integrale Membranproteine, die wassergefüllte Poren in der Zellmembran ausbilden und so den Ionen ermöglichen, die hydrophobe Lipidschicht zu überqueren. lonenkanäle unterscheiden sich in ihrer lonenselektivität und im Mechanismus ihrer Aktivierung. Neben selektiven Na$^{+}$-, K$^{+}$- oder Ca$^{2+}$-Kanälen gibt es auch relativ unselektive Kanäle, die zwischen verschiedenen Kationen nur schlecht unterscheiden können. Die Membranspannung reguliert die Öffnung spannungsabhängiger Ionenkanäle. Dagegen werden ligandengesteuerte Ionenkanäle direkt durch die Bindung extra- oder intrazellulärer Botenstoffe kontrolliert. Viele Ionenkanäle konnten inzwischen mit Hilfe molekularbiologischer Methoden in verschiedene Genfamilien eingeteilt werden, deren Mitglieder charakteristische, z.T. sehr ähnliche Strukturmerkmale besitzen, sich aber in ihren funktionellen Eigenschaften deutlich voneinander unterscheiden können. |
