Csak egy nagyon vékony, rugalmas gát választja el a sejt tartalmát a környezetétől. A sejtmembrán funkció szelektíven lehetővé teszi bizonyos molekulák cseréjét és átjutását, miközben a nem kívánt anyagokat távol tartja. A sejtmembrán egyes részei lehetővé teszik a sejt számára, hogy kommunikáljon más sejtekkel és a körülötte lévő környezettel. A növények és az állatok egyaránt rendelkeznek sejtmembránokkal, de sejtmembránszerkezetük és szervezettségük eltér egymástól a növények, az élesztő és a baktériumok a membránon kívül merev sejtfallal rendelkeznek a további támaszték és szerkezet érdekében. A sejtmembrán egyedi funkciói diktálják annak szerkezetét és tulajdonságait.
Foszfolipid komponens
Különleges lipidmolekulák kétrétegű szerkezete, az úgynevezett foszfolipidek alkotják a sejtmembránt. Mindegyik foszfolipid két zsírsavlánccal rendelkezik, amelyek egy foszfát-glicerin fejhez kapcsolódnak. A zsírsavak hidrofóbak (vízgyűlölőek), ahol a foszfátfej hidrofil (vízszerető). A foszfolipidek két rétege úgy helyezkedik el, hogy a zsírsavak a rétegekben vagy szórólapokban vannak. A „Carnegie-Mellon: A sejtmembrán szerkezete és működése” szerint, amikor a kétrétegű membrán eljön vízzel érintkezve a foszfolipid molekulák átrendeződnek, hogy távol tartsák a zsírsav farkait víz.
Fehérjekomponens
Kétféle fehérje van szétszórva a sejtmembránban: integrál fehérjék és perifériás fehérjék. Az aminosavak hosszú láncaiból készült integrált fehérjék áthaladnak az egész membránon. A fehérje egyes részei kölcsönhatásba lépnek a külső környezettel, más részek pedig a sejt belsejével. Ennélfogva az integrált fehérjéket transzmembrán fehérjéknek is nevezik. Az integrált fehérjéknek két fő funkciója van. Pórusokként működnek, amelyek beengedik bizonyos „ionokat vagy tápanyagokat a sejtbe”, és „továbbítják a jeleket a sejtbe és onnan ki” - írja James Burnette III a Carnegie-Mellon cikkében.
Ezzel szemben a perifériás fehérjék csak a membrán felületéhez kapcsolódnak, és a citoszkeleton vagy az extracelluláris rostok horgonyaként szolgálnak.
Szénhidrátok és koleszterinek
A glycocalyx néven ismert szénhidrát bevonat borítja a sejt felszínét. A glikokalyx rövid oligoszacharidokból áll, amelyek bizonyos típusú transzmembrán fehérjékhez kapcsolódnak. A „A sejt: A plazmamembrán szerkezete” szerint a glycocalyx biztosítja a sejt azonosságát. Alapvetően olyan markerek készletét biztosítja, amelyek megkülönböztethetik az azonos sejteket az idegen vagy a betolakodó sejtektől. A glycocalyx a sejtfelület védelmét is szolgálja.
A koleszterin egy másik típusú lipid, amely a sejtmembránon található. A zsírsav belsejében szétszórva a koleszterinek megakadályozzák, hogy a farok túl szorosan összepakoljon, és segítenek megőrizni a membrán folyadékát.
Mozaik tulajdonság
Először Singer és Nicolson („Science”, 1972. február 18.) javasolta folyadékmozaik modellként, a sejtmembránnak két alapvető jellemzője van, amelyek lehetővé teszik funkcióinak ellátását. Először is, a sejtmembrán különböző molekulák mozaikszerkezete. A többsejtű és egysejtű szervezetek mindegyik sejttípusának egyedi gyűjteménye és kombinációja lesz fehérjék, szénhidrátok és lipidek. Példaként Burnette (Carnegie-Mellon) megemlíti, hogy a vörösvértestek membránja több mint 50 féle fehérjét tartalmaz.
Folyékony tulajdonság
A sejtmembrán második tulajdonsága a folyékonyság. Burnette szerint a foszfolipidek szabadon mozognak és átrendeződnek a membrán minden rétegében, de ritkán lépik át a hidrofób régiót, és átkerülnek az ellenkező rétegbe. A hidrofil fejek mindig a külső periférián vannak, a hidrofób farok pedig a kétréteg magjában marad.
A membrán folyadéktulajdonsága aszimmetrikus kétrétegeket eredményez. Burnette leírja, hogy a változó környezetekre vagy a cellán belüli és kívüli eltérő hőmérsékletekre reagálva több is lehet fehérjék vagy szénhidrátmolekulák minden rétegben egyszerre, lehetővé téve a molekulák és ionok szelektív membrán.
A sejthártya folyadékmozaik tulajdonságait szemlélteti a "Carnegie-Mellon: A sejtmembrán szerkezete és működése" c.