Мембрана животињских ћелија је баријера између унутрашњости ћелије и спољног окружења, слично начину на који кожа делује као препрека за тела кичмењака. Тхе структура ћелијске мембране је флуидни мозаик направљен од три врсте органских молекула: липиди, протеини и угљени хидрати. Ћелијска мембрана контролише кретање супстанци попут хранљивих састојака и отпадака кроз мембрану, у ћелију и из ње.
Фосфолипид двослојно
Основни градивни елементи ћелијске мембране су фосфолипиди. Фосфолипиди садрже хидрофобни (нерастворљив у води) крај који се састоји од два ланца масних киселина неполарних молекула, као што су угљеник и водоник. Други крај је хидрофилни (растворљив у води) и садржи молекуле поларних фосфата. Ови фосфолипиди су распоређени у двослоју са хидрофилном крајњом групом која је изложена води са сваке стране мембране и хидрофобним неполарним молекулима заштићеним у двоструком слоју. Липидни слој обухвата приближно половину целокупне масе мембране, у зависности од типа мембране. Холестерол је друга врста липида унутар ћелијске мембране. Молекули холестерола су постављени унутар двослоја како би повезали молекуле масних киселина и стабилизовали и ојачали мембрану.
Уграђени протеини
Протеини чине између 25 и 75 процената масе ћелијске мембране, у зависности од типа мембране. Мембрански протеини се убацују у фосфолипидни двослој на изложеним површинама и извршавају различите функције ћелије. Протеини се сматрају или интегралним или периферним, у зависности од њихове повезаности са мембраном. Периферни протеини седе на једној страни површине мембране и индиректно се повезују кроз интеракције протеин-протеин. Интегрални, или трансмембрански протеини уграђени су у мембрану, изложени окружењу са обе стране.
Гликопротеини и гликолипиди
Угљени хидрати чине само мали проценат ћелијске мембране, али имају важне функције. Молекули угљених хидрата су углавном кратки, разгранати ланци једноставних шећерних јединица и ковалентно су везани на површини ћелијске мембране до већине интегралних мембранских протеина и повремено до липидног двослоја себе. Када су угљени хидрати везани за протеине или липиде, они се називају гликопротеини и гликолипиди. Угљикохидрати на површини ћелијске мембране значајно се разликују међу појединим ћелијама, типовима ћелија, јединкама исте врсте и врстама врста. Ова разноликост омогућава угљеним хидратима да функционишу као маркери за разликовање једне ћелије од друге.
Функције и интеракције
Главна функција фосфолипидног двослоја је да штите и одржавају ћелијску структуру. Двослој дозвољава флуидност и кретање повезаних протеина за неопходне интеракције протеина. Интеракције протеина су кључне за функционисање ћелија.
Периферни протеини делују као рецептори за хемикалије попут хормона и омогућавају ћелијску сигнализацију или препознавање. На унутрашњој површини ћелије се прикаче за цитоскелет, помажући у одржавању облика или катализацији реакција у цитоплазми. Интегрални протеини преносе молекуле преко површине мембране, а они који су везани за угљене хидрате јер су гликопротеини укључени у препознавање ћелија-ћелија.
Без разноликих маркера угљених хидрата на површини ванћелијске мембране, ћелије не би могле да сортирају и диференцирају ћелије током развоја ембриона, на пример, или омогућавају имунолошком систему да препозна стране ћелије.