O membrană celulară animală este bariera dintre interiorul celulei și mediul extern, similar cu modul în care pielea acționează ca o barieră pentru corpurile vertebratelor. structura membranei celulare este un mozaic fluid format din trei tipuri de molecule organice: lipide, proteine și carbohidrați. Membrana celulară controlează mișcarea substanțelor precum nutrienții și deșeurile de-a lungul membranei, în și în afara celulei.
Dublu strat de fosfolipide
Elementele de bază ale unei membrane celulare sunt fosfolipide. Fosfolipidele conțin un capăt hidrofob (insolubil în apă) alcătuit din două lanțuri de acizi grași de molecule nepolare, cum ar fi carbonii și hidrogenii. Celălalt capăt este hidrofil (solubil în apă) și conține molecule de fosfat polar. Aceste fosfolipide sunt aranjate într-un strat stratificat, cu grupul lor de capăt hidrofil expus la apă pe fiecare parte a membranei și moleculele hidrofobe nepolare protejate în interiorul stratului dublu. Stratul lipidic cuprinde aproximativ jumătate din întreaga masă a membranei, în funcție de tipul membranei. Colesterolul este un alt tip de lipide din membrana celulară. Moleculele de colesterol sunt poziționate în stratul bistrat pentru a lega moleculele de acizi grași și a stabiliza și întări membrana.
Proteine încorporate
Proteinele reprezintă între 25% și 75% din masa membranei celulare, în funcție de tipul membranei. Proteinele de membrană sunt inserate în bistratul fosfolipidic la suprafețele expuse și îndeplinesc diferitele funcții ale celulei. Proteinele sunt considerate fie integrale, fie periferice, în funcție de asocierea lor cu membrana. Proteinele periferice stau pe o parte a suprafeței membranei și se asociază indirect prin interacțiuni proteină-proteină. Proteinele integrale sau transmembranare sunt încorporate în membrană, expuse mediului ambele părți.
Glicoproteine și Glicolipide
Carbohidrații cuprind doar un procent mic din membrana celulară, dar au funcții importante. Moleculele de carbohidrați sunt în general lanțuri scurte, ramificate, de unități simple de zahăr și sunt atașate covalent pe suprafața membranei celulare la majoritatea proteinelor integrale ale membranei și ocazional la bistratul lipidic în sine. Când carbohidrații sunt legați de proteine sau lipide, aceștia sunt numiți glicoproteine și glicolipide. Carbohidrații de pe suprafața unei membrane celulare variază semnificativ între celule individuale, tipuri de celule, indivizi din aceeași specie și specie la specie. Această diversitate permite carbohidraților să funcționeze ca markeri pentru a diferenția o celulă de alta.
Funcții și interacțiuni
Funcția principală a stratului fosfolipidic este de a protejează și menține structura celulară. Bistratul permite fluiditate și mișcare a proteinelor asociate pentru interacțiunile proteice necesare. Interacțiunile proteice sunt esențiale pentru funcționarea celulelor.
Proteinele periferice acționează ca receptori pentru substanțe chimice precum hormonii și permit semnalizarea sau recunoașterea celulelor. Pe suprafața interioară a celulei, acestea se atașează la citoschelet, ajutând la menținerea formei sau la catalizarea reacțiilor din citoplasmă. Proteinele integrale transportă moleculele pe suprafața membranei și cele care sunt legate de carbohidrați, deoarece glicoproteinele sunt implicate în recunoașterea celulă-celulă.
Fără diferiții markeri ai carbohidraților de pe suprafața membranei extracelulare, celulele nu ar putea fi sortate și diferențiază celulele în timpul dezvoltării embrionilor, de exemplu, sau permit sistemului imunitar să recunoască străinul celule.
