Membrana živalskih celic je ovira med notranjostjo celice in zunanjim okoljem, podobno kot koža deluje kot ovira za telesa vretenčarjev. The struktura celične membrane je tekoči mozaik iz treh vrst organskih molekul: lipidi, beljakovine in ogljikovi hidrati. Celična membrana nadzoruje gibanje snovi, kot so hranila in odpadki, skozi membrano, v in iz celice.
Dvoslojni fosfolipid
Osnovni gradniki celične membrane so fosfolipidi. Fosfolipidi vsebujejo hidrofoben (v vodi netopen) konec, sestavljen iz dveh verig maščobnih kislin nepolarnih molekul, kot so ogljiki in vodiki. Drugi konec je hidrofilni (topen v vodi) in vsebuje molekule polarnega fosfata. Ti fosfolipidi so razporejeni v dvoslojnih slojih, njihova hidrofilna končna skupina pa je izpostavljena vodi na vsaki strani membrane in hidrofobne nepolarne molekule, zaščitene znotraj dvojne plasti. Lipidna plast obsega približno polovico celotne mase membrane, odvisno od vrste membrane. Holesterol je druga vrsta lipidov v celični membrani. Molekule holesterola so nameščene znotraj dvosloja, da povežejo molekule maščobnih kislin ter stabilizirajo in okrepijo membrano.
Vgrajeni proteini
Beljakovine predstavljajo med 25 in 75 odstotki mase celične membrane, odvisno od vrste membrane. Membranski proteini se vstavijo v fosfolipidni dvosloj na izpostavljenih površinah in opravljajo različne funkcije celice. Beljakovine veljajo za integralne ali periferne, odvisno od njihove povezave z membrano. Periferni proteini sedijo na eni strani površine membrane in se posredno povezujejo prek interakcij med beljakovinami. V membrano so vgrajeni integralni ali transmembranski proteini, ki so na obeh straneh izpostavljeni okolju.
Glikoproteini in glikolipidi
Ogljikovi hidrati obsegajo le majhen odstotek celične membrane, vendar imajo pomembne funkcije. Molekule ogljikovih hidratov so na splošno kratke, razvejane verige enostavnih sladkornih enot in so kovalentno vezane na površini celične membrane do večine integralnih membranskih beljakovin in občasno do lipidnega dvosloja sama. Ko so ogljikovi hidrati vezani na beljakovine ali lipide, jih imenujemo glikoproteini in glikolipidi. Ogljikovi hidrati na površini celične membrane se med posameznimi celicami, vrstami celic, posamezniki iste vrste in vrstami do vrste močno razlikujejo. Ta raznolikost omogoča ogljikove hidrate da delujejo kot označevalci za razlikovanje ene celice od druge.
Funkcije in interakcije
Glavna naloga fosfolipidnega dvosloja je, da zaščititi in vzdrževati celično strukturo. Dvosloj omogoča tekočina in gibanje beljakovin za potrebne interakcije proteinov. Interakcije beljakovin so bistvene za delovanje celic.
Periferni proteini delujejo kot receptorji za kemikalije, kot so hormoni, in omogočajo celično signalizacijo ali prepoznavanje. Na notranji površini celice se pritrdijo na citoskelet, pomaga ohranjati obliko ali katalizirati reakcije v citoplazmi. Integrirani proteini prenašajo molekule po membranski površini in tisti, ki so vezani na ogljikove hidrate, saj glikoproteini sodelujejo pri prepoznavanju celic do celic.
Brez raznolikih označevalcev ogljikovih hidratov na površini zunajcelične membrane celice ne bi mogle razvrščati in diferencirajo celice med razvojem zarodka, na primer, ali omogočijo imunskemu sistemu, da prepozna tujek celic.