Ett djurcellsmembran är barriären mellan cellens inre och yttre miljö, vilket liknar hur huden fungerar som en barriär för ryggradsdjur. Cellmembranstrukturen är en flytande mosaik av tre typer av organiska molekyler: lipider, proteiner och kolhydrater. Cellmembranet styr rörelsen av ämnen som näringsämnen och avfall över membranet, in i och ut ur cellen.
Fosfolipid Bilayer
En cellmembrans grundläggande byggstenar är fosfolipider. Fosfolipider innehåller ett hydrofobt (olösligt i vatten) ände bestående av två fettsyrakedjor av icke-polära molekyler såsom kol och väte. Den andra änden är hydrofil (löslig i vatten) och innehåller polära fosfatmolekyler. Dessa fosfolipider är anordnade i ett dubbelskikt med sin hydrofila ändgrupp utsatt för vatten på vardera sidan av membranet och de hydrofoba icke-polära molekylerna skyddade inuti dubbelskiktet. Lipidskiktet innefattar ungefär hälften av membranets hela massa, beroende på membrantypen. Kolesterol är en annan typ av lipid i ett cellmembran. Kolesterolmolekyler är placerade i dubbellagret för att koppla fettsyramolekylerna och stabilisera och stärka membranet.
Inbäddade proteiner
Proteiner utgör mellan 25 procent och 75 procent av cellmembranmassan beroende på membrantypen. Membranproteiner införs i fosfolipid-dubbelskiktet vid de exponerade ytorna och utför cellens olika funktioner. Proteiner anses antingen integrerade eller perifera, beroende på deras association med membranet. Perifera proteiner sitter på ena sidan av membranytan och associerar indirekt genom protein-till-protein-interaktioner. Integrerade eller transmembrana proteiner är inbäddade i membranet, utsatta för miljön på båda sidor.
Glykoproteiner och glykolipider
Kolhydrater utgör endast en liten andel av cellmembranet men har viktiga funktioner. Kolhydratmolekyler är i allmänhet korta, förgrenade kedjor med enkla sockeraggregat och är kovalent bundna på cellmembranytan till de flesta integrerade membranproteinerna och ibland till själva lipidskiktet. När kolhydrater är bundna till proteinerna eller lipiderna kallas de glykoproteiner och glykolipider. Kolhydrater på ytan av ett cellemembran varierar signifikant mellan enskilda celler, celltyper, individer av samma art och art till art. Denna mångfald gör det möjligt för kolhydraterna att fungera som markörer för att differentiera en cell från en annan.
Funktioner och interaktioner
Fosfolipidtilläggets huvuduppgift är att skydda och bibehålla cellstrukturen. Dubbelskiktet tillåter fluiditet och rörelse av de associerade proteinerna för nödvändiga proteininteraktioner. Proteinväxlingar är väsentliga för cellfunktionen.
Perifera proteiner fungerar som receptorer för kemikalier som hormoner och tillåter cellsignalering eller erkännande. På cellens inre yta fäster de på cytoskeletten, hjälper till att upprätthålla form eller katalysera reaktioner i cytoplasman. Integrerade proteintransportmolekyler över membranytan och de som är bundna till kolhydrater som glykoproteiner är inblandade i cell-till-celligenkänning.
Utan de olika kolhydratmarkörerna på den extracellulära membranytan skulle cellerna inte kunna att sortera och differentiera celler under embryoutveckling, till exempel, eller låta immunsystemet känna igen främmande celler.
