非常に薄くて柔軟なバリアだけが、細胞の内容物をその環境から分離します。 細胞膜機能は、不要な物質を排除しながら、特定の分子の交換と通過を選択的に可能にします。 細胞膜の一部はまた、細胞が他の細胞やその周囲の環境と通信することを可能にします。 植物も動物も細胞膜を持っていますが、細胞膜の構造や組織は異なります。 植物、酵母、バクテリアは、追加のサポートと構造のために、膜の外側に堅い細胞壁を持っています。 細胞膜のユニークな機能は、その構造と特性を決定します。
リン脂質成分
リン脂質と呼ばれる特殊な脂質分子の2層構造が細胞膜を構成しています。 各リン脂質には、リン酸-グリセロールヘッドに結合した2つの脂肪酸鎖があります。 脂肪酸は疎水性（水を嫌う）ですが、リン酸の頭部は親水性（水を好む）です。 リン脂質の2つの層は、脂肪酸が層またはリーフレットの内側にあるように配置されます。 「カーネギーメロン大学：細胞膜の構造と機能」によると、二分子膜が来ると 水と接触すると、リン脂質分子は自分自身を再配列して、脂肪酸の尾を遠ざけます。 水。
タンパク質成分
内在性タンパク質と末梢タンパク質の2種類のタンパク質が細胞膜全体に散在しています。 アミノ酸の長鎖から作られた内在性タンパク質は、膜全体を通過します。 タンパク質の一部は外部環境と相互作用し、他の部分は細胞内部と相互作用します。 したがって、内在性タンパク質は膜貫通タンパク質とも呼ばれます。 内在性タンパク質には2つの主要な機能があります。 カーネギーメロン大学の記事のJamesBurnette IIIによると、これらは特定の「イオンまたは栄養素を細胞に送り込む」ことを可能にし、「信号を細胞に出し入れする」ことを可能にする細孔として機能します。
対照的に、末梢タンパク質は膜表面にのみ付着し、細胞骨格または細胞外繊維のアンカーとして機能します。
炭水化物とコレステロール
糖衣として知られる炭水化物コートが細胞表面を覆っています。 糖衣は、特定の種類の膜貫通タンパク質に結合した短いオリゴ糖でできています。 「細胞：原形質膜の構造」によると、糖衣は細胞のアイデンティティを提供します。 基本的に、同一の細胞と外来細胞または侵入細胞を区別できるマーカーのセットを提供します。 糖衣は細胞表面を保護する役割も果たします。
コレステロールは、細胞膜に見られる別の種類の脂質です。 コレステロールは脂肪酸の内部全体に散らばっていて、尾がきつく詰まるのを防ぎ、膜の液体を保つのに役立ちます。
モザイクプロパティ
シンガーとニコルソン（「サイエンス」、1972年2月18日）によって流動モザイクモデルとして最初に提案された細胞膜には、その機能を実行できるようにする2つの重要な機能があります。 まず、細胞膜はさまざまな分子のモザイク構造です。 多細胞生物と単細胞生物の各タイプの細胞は、タンパク質、炭水化物、脂質の独自のコレクションと組み合わせを持っています。 一例として、カーネギーメロン大学のバーネットは、赤血球の膜には50種類以上のタンパク質が含まれていると述べています。
流体特性
細胞膜の2番目の特性はその流動性です。 バーネットによれば、リン脂質は膜の各層内を自由に動き回り、再配列しますが、疎水性領域を通過して反対側の層に移動することはめったにありません。 親水性のヘッドは常に外周にあり、疎水性のテールは二重層のコアにとどまります。
膜の流体特性により、非対称の二重層が生じます。 バーネットは、変化する環境やセルの内外の温度の違いに応じて、さらに多くのことがあるかもしれないと説明しています いつでも各層のタンパク質または炭水化物分子。分子とイオンが選択的に通過できるようにします。 膜。
細胞膜の流動モザイク特性の図解は、「カーネギーメロン：細胞膜の構造と機能」に示されています。
