Figura arată un mic fragment de membrană plasmatică (numită și membrană celulară), membrana exterioară care delimitează celula și o separă de mediul extern. Fragmentul este desenat în perspectivă, ca un bloc: de deasupra i se vede suprafața, iar pe fețele tăiate, din față și din dreapta, i se vede grosimea. În Figura 3.5, aceeași membrană apare ca învelișul exterior al întregii celule.

Membrana este alcătuită în principal din proteine și lipide, mai ales fosfolipide. Lipidele sunt așezate în două straturi (structură bistratificată), iar proteinele globulare încorporate în ele par să plutească printre lipide. De aceea spunem că membrana are o structură de mozaic fluid.

Fosfolipidele și cele două straturi

Fosfolipidele sunt lipide care conțin fosfor, iar rolul lor major este să formeze structura membranelor. În desen, fiecare moleculă de fosfolipid apare ca o bilă din care pornesc linii ondulate. Bila și liniile corespund celor două capete ale moleculei, care au proprietăți opuse:

• Capătul polarizat (bila) conține fosfor și este atras de apă, deci este hidrofil („îi place apa”).
• Capătul nepolarizat (liniile ondulate) este alcătuit din lanțuri de acizi grași. Interacționează cu alte substanțe nepolarizate și respinge moleculele de apă, deci este hidrofob („se teme de apă”).

Datorită acestor proprietăți, membrana are o structură de „sandwich”. Stratul lipidic nr. 1 este cel de deasupra, a cărui suprafață acoperită de bile se vede în desen, iar stratul lipidic nr. 2 este cel de dedesubt, ale cărui bile se văd doar pe marginile tăiate. Bilele celor două straturi privesc spre cele două fețe ale membranei, unde intră în contact cu apa din exteriorul și din interiorul celulei, iar lanțurile de acizi grași stau față în față, în porțiunea internă a membranei. Figura nu arată care dintre straturi este cel dinspre exteriorul celulei.

Tot datorită acestor proprietăți, membrana își poate mări suprafața atunci când veziculele aparatului Golgi fuzionează cu ea. Cele două straturi formează împreună un singur strat dublu de fosfolipide, în timp ce învelișul nuclear are două astfel de straturi duble.

Proteinele globulare

Proteinele din membrana plasmatică sunt de două feluri, transmembranare și periferice. După definițiile din manual, cele două proteine globulare din desen corespund acestor două feluri:

• Proteina transmembranară este cea mare din stânga. Ocupă întreaga grosime a membranei și proemină pe ambele fețe, ieșind deasupra stratului nr. 1 și sub stratul nr. 2. Proteinele transmembranare servesc drept canale pentru transportul membranar și pot servi, de asemenea, ca transportori ai moleculelor organice.
• Proteina periferică este cea în formă de cupolă din dreapta sus, așezată pe suprafața stratului nr. 1. Proteinele periferice se atașează pe suprafața membranei. Multe dintre ele acționează ca enzime, iar altele au rol în remodelarea celulară în timpul diviziunii și al contracțiilor celulare.

Porii și canalul

Pe suprafața stratului nr. 1, în golurile dintre bile, sunt răspândiți mici pori. Canalul este trecerea îngustă de pe fața din față a blocului, spre dreapta, care străbate membrana pe toată grosimea ei, de la bilele stratului nr. 1 până la cele ale stratului nr. 2. Manualul leagă canalele de proteinele transmembranare, despre care spune că servesc drept canale pentru transportul membranar.

Componente care nu apar în desen

Manualul mai descrie trei componente ale membranei, pe care desenul nu le arată:

• Glicolipidele sunt molecule din stratul lipidic situat spre exterior care au atașate molecule de glucide.
• Glicoproteinele sunt proteinele situate înspre mediul extern al celulei, cu care se asociază molecule de glucide. Glicolipidele și glicoproteinele din exteriorul celulelor le permit acestora să se recunoască una pe cealaltă și servesc ca receptori pentru moleculele semnalizatoare, precum hormonii.
• Colesterolul este un lipid prezent în membrană în cantități mari. El stabilizează lipidele din membrană și reduce fluiditatea membranei.

Membrana semipermeabilă

Membrana plasmatică este semipermeabilă, deoarece moleculele mici ($\ce{O2}$, $\ce{CO2}$ și apa) și lipidele pot aluneca printre moleculele fosfolipidice, în timp ce moleculele mari nu pot trece cu ușurință înspre sau dinspre celulă. În continuare, manualul descrie șase mecanisme prin care substanțele trec prin membrană: difuziunea, osmoza (Figura 3.2), difuziunea facilitată, transportul activ, endocitoza (Figura 3.3) și exocitoza. Proteinele membranei intervin în două dintre ele: în difuziunea facilitată lasă să treacă doar anumite molecule, iar în transportul activ transportă compușii chimici împotriva gradientului de concentrație, cu energie furnizată de ATP.