Loomaraku membraan on barjäär raku sisemuse ja väliskeskkonna vahel, sarnaselt sellele, kuidas nahk toimib selgroogsete keha takistusena. The rakumembraani struktuur on vedel mosaiik, mis koosneb kolme tüüpi orgaanilistest molekulidest: lipiidid, valgud ja süsivesikud. Rakumembraan kontrollib selliste ainete nagu toitained ja jäätmed liikumist läbi membraani, rakku ja rakust välja.
Fosfolipiidne kahekihiline
Rakumembraani põhilised ehitusplokid on fosfolipiidid. Fosfolipiidid sisaldavad hüdrofoobset (vees lahustumatut) otsa, mis koosneb kahest mittepolaarsete molekulide rasvhappeahelast nagu süsinikud ja vesinikud. Teine ots on hüdrofiilne (vees lahustuv) ja sisaldab polaarseid fosfaatmolekule. Need fosfolipiidid on paigutatud kahekihilisse kihti, kusjuures nende hüdrofiilne otsarühm on membraani mõlemal küljel veega kokku puutunud ja hüdrofoobsed mittepolaarsed molekulid on kaitstud topeltkihi sees. Lipiidikiht moodustab sõltuvalt membraani tüübist umbes poole kogu membraani massist. Kolesterool on veel üks tüüpi lipiid rakumembraanis. Kolesterooli molekulid paiknevad kahekihilises ühenduses rasvhapete molekulide ühendamiseks ning membraani stabiliseerimiseks ja tugevdamiseks.
Varjatud valgud
Valgud moodustavad rakumembraani massist 25–75 protsenti, sõltuvalt membraani tüübist. Membraanivalgud sisestatakse avatud pindadel fosfolipiidide kahekihilisse ja täidavad raku erinevaid funktsioone. Valke peetakse kas lahutamatuteks või perifeerseteks, sõltuvalt nende seosest membraaniga. Perifeersed valgud istuvad membraani pinna ühel küljel ja seonduvad kaudselt valkude ja valkude koostoime kaudu. Integraalsed ehk transmembraansed valgud on membraani sisse kinnitatud, mõlema külje keskkonnale avatud.
Glükoproteiinid ja glükolipiidid
Süsivesikud moodustavad rakumembraanist vaid väikese osa, kuid neil on olulised funktsioonid. Süsivesikute molekulid on tavaliselt lihtsate suhkruühikute lühikesed, hargnenud ahelad ja on kovalentselt seotud rakumembraani pinnal enamiku terviklike membraaniproteiinide ja aeg-ajalt ka lipiidide kahekihilise kihini ise. Kui süsivesikud on seotud valkude või lipiididega, nimetatakse neid glükoproteiinideks ja glükolipiidideks. Rakumembraani pinnal olevad süsivesikud varieeruvad oluliselt üksikute rakkude, rakutüüpide, sama liigi ja liigi liikide vahel. See mitmekesisus võimaldab süsivesikuid toimida markeritena, et eristada ühte rakku teisest.
Funktsioonid ja koostoimed
Kahekihilise fosfolipiidide peamine ülesanne on kaitsta ja säilitada raku struktuuri. Kahekihiline lubab voolavus ja liikumine vajalike valkude koostoimete jaoks. Valkude koostoimed on raku toimimiseks hädavajalikud.
Perifeersed valgud toimivad selliste kemikaalide nagu hormoonid retseptoritena ja võimaldavad rakkudel signaale anda või neid ära tunda. Lahtri sisepinnal kinnituvad nad tsütoskelett, aidates säilitada kuju või katalüüsida reaktsioone tsütoplasmas. Integraalsed valgud transpordivad molekule läbi membraani pinna ja glükoproteiinidena süsivesikutega seotud molekulid osalevad rakkudevahelises äratundmises.
Ilma rakuvälise membraanipinna mitmekesiste süsivesikute markeriteta ei suudaks rakud sortida ja diferentseerida rakke näiteks embrüo väljatöötamise ajal või võimaldada immuunsüsteemil ära tunda võõraid rakke.