A biológiai membránok felépítése: a folyékony-mozaik membránmodell

Az eukarióta sejt membránrendszerei közé tartozik a sejthártya, a sejtmaghártya, a teljes szekréciós apparátus (az endoplazmatikus hálózat, a Golgi-készülék és a köztük kapcsolatot tartó membránvezikulumok) valamint az anyagok lebontásáért felelős lizoszomális rendszer. Habár a sejtalkotókban előforduló biológiai membránok összetétele egyedi, mégis vannak általános törvényszerűségek, amelyek valamennyi biológiai membrán felépítésében megfigyelhetők. Az S. J. Singer és G. L. Nicholson kidolgozta folyékony-mozaik membránmodell értelmében a biológiai határhártyák alapállományát egy foszfatidokból álló kettősréteg képezi. A foszfatidok kettős oldékonyságú (amfipatikus) vegyületek, amelyek vízoldékony (glicerint és foszforsavat tartalmazó) részei a membrán külső oldala felé, míg víztaszító (zsírsav-oldalláncokból álló) részleteik a membrán belseje felé néznek. A foszfatidok mellett egyéb lipideket is (főleg szteroidokat, de glüko- és szulfolipideket is) találunk a membránalkotók között. Az említett lipidek halmazállapotának köszönhetően a biológiai membránok alapállománya folyékony, a benne található molekulák a membrán síkjában többé-kevésbé szabadon elmozdulhatnak, „úszhatnak” (a membrán belsejébe merülő apoláris részüknek köszönhetően azonban a membrán síkjából nem tudnak kiszakadni).

A lipidek mellett számos fehérje is előfordul a membránokban. Egy részük – apoláris oldalláncú aminosavainak köszönhetően – a lipidréteg víztaszító részébe is benyúló ún. integráns fehérje (ezek lehetnek a teljes membránon átérő, vagy csak bemerülő fehérjék), míg más részük az integráns fehérjékhez kapcsolódó ún. perifériális fehérje. A membránok fehérjekomponensei között egyaránt vannak enzimfehérjék, a membrán két oldala közti anyagszállítást végző transzportmolekulák, jelfogó receptorok és a sejt típusának illetve élettani állapotának azonosításában közreműködő jelölőfehérjék .

A membránokban található harmadik vegyületcsoportot a poliszacharidok képezik, amelyek elsősorban a sejtek egyedi felismerhetőségét biztosító jelölő molekulák. Többnyire fehérjékhez kapcsolódva (glikoproteideket képezve) vagy lipidekhez kötve (mint glikolipidek alkotói) fordulnak elő.