Šūnas saturu no tās vides atdala tikai ļoti plāns, elastīgs šķērslis. Šūnu membrānas funkcija selektīvi ļauj apmainīties un pārvietoties ar noteiktām molekulām, vienlaikus saglabājot nevēlamas vielas. Šūnas membrānas daļas arī ļauj šūnai sazināties ar citām šūnām un apkārtējo vidi. Gan augiem, gan dzīvniekiem ir šūnu membrānas, taču to šūnu membrānas struktūra un organizācija atšķiras augiem, raugam un baktērijām ir stingra šūnu siena ārpus membrānas, lai nodrošinātu papildu atbalstu un struktūru. Šūnas membrānas unikālās funkcijas nosaka tās struktūru un īpašības.
Fosfolipīdu komponents
Īpašu lipīdu molekulu, ko sauc par fosfolipīdiem, divslāņu struktūra veido šūnu membrānu. Katram fosfolipīdam ir divas taukskābju ķēdes, kas piestiprinātas pie fosfāta-glicerīna galvas. Taukskābes ir hidrofobas (ienīst ūdeni), kur fosfāta galva ir hidrofila (ūdeni mīloša). Divi fosfolipīdu slāņi novieto sevi tā, ka taukskābes atrodas slāņu vai skrejlapu iekšpusē. Saskaņā ar “Carnegie-Mellon: šūnu membrānas struktūra un funkcija”, kad nāk divslāņu membrāna saskarē ar ūdeni, fosfolipīdu molekulas pārkārtojas, lai taukskābju astes netiktu atstātas ūdens.
Olbaltumvielu komponents
Šūnu membrānā izkaisīti divu veidu proteīni: neatņemami proteīni un perifērie proteīni. Integrēti proteīni, kas izgatavoti no garām aminoskābju ķēdēm, iziet cauri visai membrānai. Dažas olbaltumvielu daļas mijiedarbojas ar ārējo vidi, bet citas daļas mijiedarbojas ar šūnu interjeru. Tādējādi integrālos proteīnus sauc arī par transmembrānas proteīniem. Integrētiem proteīniem ir divas galvenās funkcijas. Tās darbojas kā poras, kas ļauj šūnā ievadīt noteiktus “jonus vai barības vielas”, un tās “pārraida signālus šūnā un ārpus tās”, saskaņā ar Džeimsa Burnette III Karnegi-Melona rakstā.
Turpretī perifērās olbaltumvielas piestiprinās tikai membrānas virsmai un kalpo kā enkuri citoskeletam vai ārpusšūnu šķiedrām.
Ogļhidrāti un holesterīni
Ogļhidrātu apvalks, kas pazīstams kā glikokalikss, pārklāj šūnu virsmu. Glikokalikss ir izgatavots no īsiem oligosaharīdiem, kas piestiprināti pie noteikta veida transmembrānas olbaltumvielām. Saskaņā ar “Šūna: plazmas membrānas struktūra”, glikokalikss nodrošina šūnas identitāti. Tas būtībā nodrošina marķieru kopumu, kas var atšķirt identiskas šūnas no svešām vai iebrucējām šūnām. Glikokalikss kalpo arī šūnu virsmas aizsardzībai.
Holesterīni ir vēl viens lipīdu veids, kas atrodams šūnu membrānā. Izkaisīti taukskābju iekšpusē, holesterīni neļauj astēm pārāk cieši sapakoties un palīdz saglabāt membrānas šķidrumu.
Mozaīkas īpašums
Pirmo reizi Singers un Nikolsons (“Science”, 1972. gada 18. februāris) kā šķidruma mozaīkas modeli ierosināja šūnu membrānu, kurai ir divas būtiskas iezīmes, kas ļauj tai veikt savas funkcijas. Pirmkārt, šūnu membrāna ir dažādu molekulu mozaīkas struktūra. Katram daudzšūnu un vienšūnu organismu šūnu tipam būs unikāla olbaltumvielu, ogļhidrātu un lipīdu kolekcija un kombinācija. Kā piemēru Burnette of Carnegie-Mellon min, ka sarkano asins šūnu membrānā ir vairāk nekā 50 olbaltumvielu veidi.
Šķidrais īpašums
Šūnas membrānas otrā īpašība ir tās plūstamība. Fosfolipīdi brīvi pārvietojas un pārkārtojas katrā membrānas slānī, bet, pēc Burnette domām, tie reti šķērso hidrofobo reģionu un pāriet uz pretējo slāni. Hidrofilās galvas vienmēr atrodas ārējā perifērijā, un hidrofobās astes paliek divslāņa kodolā.
Membrānas šķidruma īpašības rezultātā rodas asimetriski divslāņi. Burnette apraksta, ka, reaģējot uz mainīgu vidi vai atšķirīgu temperatūru šūnā un ārpus tās, tās var būt vairāk olbaltumvielu vai ogļhidrātu molekulas uz katra slāņa vienlaikus, ļaujot molekulām un joniem selektīvi membrāna.
Šūnu membrānas šķidruma mozaīkas īpašību ilustrācija ir sniegta "Carnegie-Mellon: šūnas membrānas struktūra un funkcija".