Živočišná buněčná membrána je bariéra mezi vnitřkem buňky a vnějším prostředím, podobně jako kůže působí jako bariéra pro těla obratlovců. The struktura buněčné membrány je tekutá mozaika vyrobená ze tří typů organických molekul: lipidy, bílkoviny a sacharidy. Buněčná membrána řídí pohyb látek, jako jsou živiny a odpady přes membránu, do a ven z buňky.
Fosfolipidová dvojvrstva
Základní stavební kameny buněčné membrány jsou fosfolipidy. Fosfolipidy obsahují hydrofobní (nerozpustný ve vodě) konec složený ze dvou řetězců mastných kyselin nepolárních molekul, jako jsou uhlíky a vodíky. Druhý konec je hydrofilní (rozpustný ve vodě) a obsahuje molekuly polárního fosfátu. Tyto fosfolipidy jsou uspořádány ve dvou vrstvách, přičemž jejich hydrofilní koncová skupina je vystavena vodě na každé straně membrány a hydrofobní nepolární molekuly jsou chráněny uvnitř dvojité vrstvy. Lipidová vrstva zahrnuje přibližně polovinu celé hmoty membrány, v závislosti na typu membrány. Cholesterol je další typ lipidů v buněčné membráně. Molekuly cholesterolu jsou umístěny uvnitř dvojvrstvy, aby spojily molekuly mastných kyselin a stabilizovaly a posílily membránu.
Vložené proteiny
Proteiny tvoří mezi 25% a 75% hmoty buněčné membrány, v závislosti na typu membrány. Membránové proteiny jsou vloženy do fosfolipidové dvojvrstvy na exponovaných površích a plní různé funkce buňky. Proteiny jsou považovány za integrální nebo periferní, v závislosti na jejich asociaci s membránou. Periferní proteiny sedí na jedné straně povrchu membrány a nepřímo se sdružují prostřednictvím interakcí protein-protein. Integrované nebo transmembránové proteiny jsou vloženy do membrány a jsou vystaveny prostředí na obou stranách.
Glykoproteiny a glykolipidy
Sacharidy tvoří pouze malé procento buněčné membrány, ale mají důležité funkce. Sacharidové molekuly jsou obecně krátké, rozvětvené řetězce jednoduchých cukrových jednotek a jsou kovalentně připojeny na povrchu buněčné membrány k většině integrálních membránových proteinů a příležitostně k lipidové dvojvrstvě sám. Pokud jsou sacharidy navázány na proteiny nebo lipidy, říká se jim glykoproteiny a glykolipidy. Sacharidy na povrchu buněčné membrány se mezi jednotlivými buňkami, typy buněk, jedinci stejného druhu a druhy od druhu významně liší. Tato rozmanitost umožňuje sacharidy fungovat jako markery k odlišení jedné buňky od druhé.
Funkce a interakce
Hlavní funkcí fosfolipidové dvojvrstvy je chránit a udržovat buněčnou strukturu. Dvojvrstva umožňuje plynulost a pohyb přidružených proteinů pro nezbytné proteinové interakce. Interakce proteinů jsou nezbytné pro funkci buněk.
Periferní proteiny fungují jako receptory chemických látek, jako jsou hormony, a umožňují buněčnou signalizaci nebo rozpoznání. Na vnitřním povrchu buňky se připojují k cytoskelet, pomáhá udržovat tvar nebo katalyzovat reakce v cytoplazmě. Integrované proteiny transportují molekuly přes povrch membrány a ty, které jsou vázány na sacharidy jako glykoproteiny, se účastní rozpoznávání mezi buňkami.
Bez různých sacharidových markerů na povrchu extracelulární membrány by buňky nebyly schopny seřadit a například diferencovat buňky během vývoje embrya nebo umožnit imunitnímu systému rozpoznat cizí buňky.