Uma membrana de célula animal é a barreira entre o interior da célula e o ambiente externo, semelhante a como a pele age como uma barreira para os corpos dos vertebrados. A estrutura da membrana celular é um mosaico fluido feito de três tipos de moléculas orgânicas: lipídios, proteínas e carboidratos. A membrana celular controla o movimento de substâncias como nutrientes e resíduos através da membrana, dentro e fora da célula. Os blocos básicos de construção de uma membrana celular são fosfolipídios. Os fosfolipídios contêm uma extremidade hidrofóbica (insolúvel em água) composta de duas cadeias de ácidos graxos de moléculas não polares, como carbonos e hidrogênios. A outra extremidade é hidrofílica (solúvel em água) e contém moléculas de fosfato polares. Esses fosfolipídios são dispostos em uma bicamada com seu grupo terminal hidrofílico exposto à água em cada lado da membrana e as moléculas hidropóbicas não polares protegidas dentro da dupla camada. A camada lipídica compreende aproximadamente metade da massa total da membrana, dependendo do tipo de membrana. O colesterol é outro tipo de lipídio dentro de uma membrana celular. As moléculas de colesterol são posicionadas dentro da bicamada para ligar as moléculas de ácido graxo e estabilizar e fortalecer a membrana. Proteínas incorporadas As proteínas constituem entre 25% e 75% da massa da membrana celular, dependendo o tipo de membrana. As proteínas da membrana são inseridas na bicamada fosfolipídica nas superfícies expostas e executam as várias funções da célula. As proteínas são consideradas integrais ou periféricas, dependendo de sua associação com a membrana. As proteínas periféricas ficam em um lado da superfície da membrana e se associam indiretamente por meio de interações proteína-proteína. Proteínas integrais ou transmembrana são incorporadas dentro da membrana, expostas ao ambiente em ambos os lados. Glicoproteínas e glicolipídios Os carboidratos compreendem apenas uma pequena porcentagem da membrana celular, mas têm funções importantes. As moléculas de hidratos de carbono são geralmente cadeias ramificadas e curtas de unidades simples de açúcar e estão covalentemente ligadas à superfície da membrana celular à maior parte das proteínas integrais da membrana e ocasionalmente à própria bicamada lipídica. Quando os carboidratos são ligados às proteínas ou lipídios, eles são chamados de glicoproteínas e glicolipídios. Carboidratos na superfície de uma membrana celular variam significativamente entre células individuais, tipos de células, indivíduos da mesma espécie e espécie para espécie. Essa diversidade permite que os carboidratos funcionem como marcadores para diferenciar uma célula da outra. Funções e Interações A principal função da bicamada fosfolipídica é proteger e manter a estrutura celular. A bicamada permite a fluidez e o movimento das proteínas associadas para interações de proteína necessárias. Interações protéicas são essenciais para o funcionamento celular. As proteínas periféricas atuam como receptores de substâncias químicas, como hormônios, e permitem a sinalização ou reconhecimento celular. Na superfície interna da célula, eles se ligam ao citoesqueleto, ajudando a manter a forma ou catalisar reações no citoplasma. Proteínas integrais transportam moléculas através da superfície da membrana, e aquelas que estão ligadas a carboidratos como glicoproteínas estão envolvidas no reconhecimento célula-a-célula. Sem os diversos marcadores de carboidratos na superfície da membrana extracelular, as células não seriam capazes classificar e diferenciar células durante o desenvolvimento embrionário, por exemplo, ou permitir que o sistema imunológico reconheça células estranhas.
