Endast en mycket tunn, flexibel barriär skiljer innehållet i en cell från sin miljö. Denna barriär, kallad cellmembranet (eller plasmamembranet), möjliggör selektivt utbyte och passage av vissa molekyler samtidigt som oönskade ämnen hålls borta. Membranet tillåter också cellen att kommunicera med andra celler och miljön runt den. Både växter och djur har cellmembran, men växter, jäst och bakterier har också en styv cellvägg utanför membranet för ytterligare stöd och struktur. Cellmembranets unika funktioner dikterar dess struktur och egenskaper.
Fosfolipidkomponent
En tvåskiktsstruktur av speciella lipidmolekyler, kallad fosfolipider, utgör cellmembranet. Varje fosfolipid har två fettsyrakedjor bundna till ett fosfat-glycerolhuvud. Fettsyrorna är hydrofoba (vattenhattande) där som fosfathuvudet är hydrofilt (vattenälskande). De två skikten av fosfolipider positionerar sig så att fettsyrorna är inuti skikten eller broschyrerna. Enligt "Carnegie-Mellon: Cellmembranets struktur och funktion", när billagsmembranet kommer i kontakt med vatten, omformar fosfolipidmolekylerna sig själva för att hålla fettsyrahalerna borta från vatten.
Proteinkomponent
Två typer av proteiner sprids genom cellmembranet: integrerade proteiner och perifera proteiner. Integrerade proteiner, gjorda av långa kedjor av aminosyror, passerar genom hela membranet. Vissa delar av proteinet interagerar med den yttre miljön och andra delar interagerar med cellinsidan. Följaktligen kallas integrella proteiner även transmembranproteiner. Integrerade proteiner har två huvudfunktioner. De fungerar som porer som tillåter vissa "joner eller näringsämnen i cellen" och de "sänder signaler in i och ut ur cellen", enligt James Burnette III i Carnegie-Mellon-artikeln.
I motsats är perifer proteiner fäster bara på membranytan och tjänar som ankare för cytoskelet eller extracellulära fibrer.
Karbohydrater och kolesteroler
En kolhydratbeläggning som kallas glycocalyx täcker cellytan. Glykokalysen är gjord av korta oligosackarider bundna till vissa typer av transmembranproteiner. Enligt "cellen: strukturen i plasmamembranen" ger glykokalysen identiteten hos en cell. Det ger i grunden en uppsättning markörer som kan skilja mellan identiska celler och främmande eller invaderande celler. Glycocalyxen tjänar också till att skydda cellytan.
Kolesteroler är en annan typ av lipider som finns på cellmembranet. Spridas genom fettsyrainteriören, förhindrar kolesteroler att svansarna packas för hårt och hjälper till att hålla membranvätskan.
Mosaic Property
Först föreslagna av Singer and Nicolson ("Science", 18 februari, 1972) som Fluid Mosaic Model, har cellmembranet två väsentliga funktioner som gör det möjligt att utföra sina funktioner. För det första är cellmembranet en mosaikstruktur av olika molekyler. Varje typ av cell i multicellulära och encelliga organismer kommer att ha en unik samling och kombination av proteiner, kolhydrater och lipider. Som ett exempel nämner Burnette of Carnegie-Mellon att membranet av röda blodkroppar har mer än 50 typer av proteiner.
Fluid Property
Cellmembranens andra egenskap är dess fluiditet. Fosfolipiderna rör sig fritt om och omarrangeras inom varje lager av membranet men de sällan korsar den hydrofoba regionen och överför till det motsatta skiktet, enligt Burnette. De hydrofila huvuden ligger alltid på den yttre periferin och de hydrofoba svansarna ligger i kärnan i dubbelskiktet.
Membranets flytande egenskaper resulterar i asymmetriska bilayers. Burnette beskriver att, som svar på förändrade miljöer eller olika temperaturer inuti och utanför cellen, kan det finnas fler proteiner eller kolhydratmolekyler på varje lager vid varje tillfälle, vilket möjliggör selektiv passage av molekyler och joner över membranet.
En illustration av cellmembranets flytande mosaikegenskaper presenteras vid "Carnegie-Mellon: Cellmembranets struktur och funktion".
