Biologické membrány jsou základem mnoha důležitých vlastností buňky, v neposlední řadě fyzicky vymezují hranice buňky a u eukaryot hranice jednotlivých nitrobuněčných organel. Nejsou však zcela nepropustnými hranicemi a prostřednictvím zabudovaných proteinů slouží membrána jako strážce brány pro průchod specifických molekul do buňky (např. živin) a z buňky (např. odpadu). Jiné zabudované proteiny mohou identifikovat buňku vůči ostatním buňkám a podílet se na četných interakcích s okolím nebo jinými buňkami. V neposlední řadě je membrána, přesněji řečeno chemické gradienty přes membránu, důležitým zdrojem energie pro buňku.
- 4.1. Membrána a její složení: Struktura a složení membrány Protože většina buněk žije ve vodném prostředí a obsah buňky je také většinou vodný, je logické, že membrána, která odděluje jednu stranu od druhé, musí být hydrofobní, aby tvořila účinnou bariéru proti náhodnému úniku látek nebo vody. Buněčné membrány byly částečně definovány jako složené především z fosfolipidů: molekul sestávajících z fosforylované polární hlavové skupiny připojené ke glycerolové páteři, která má dva dlouhé uhlovodíkové ocasy.
- 4.2: Propustnost membrán Čistá fosfolipidová dvojvrstva, bez ohledu na složení lipidů, je polopropustná membrána, která je obecně odpudivá pro velké molekuly a pro ionty. Malé polární molekuly mohou někdy snadno procházet (např. ethanol), ale častěji procházejí jen málo, pokud vůbec (např. voda). Malé nepolární molekuly však membránou procházejí relativně snadno. Důvody by měly být zřejmé: větší molekuly se jednoduše nevejdou mezi molekuly lipidů, aby prošly.
- 4.3: Membránové transportní proteiny Membránové proteiny existují ve dvou základních typech: integrální membránové proteiny (někdy nazývané intrinsické), které jsou přímo vloženy do fosfolipidové dvojvrstvy, a periferní membránové proteiny (někdy nazývané extrinsické), které se nacházejí velmi blízko nebo dokonce v kontaktu s jednou stranou membrány, ale nezasahují do hydrofobního jádra dvojvrstvy. Integrální membránové proteiny mohou zcela procházet membránou a kontaktovat extracelulární prostředí i cytoplazmu.
- 4.4: Akční potenciál v neuronech Transport rozpuštěných látek dovnitř a ven z buněk je pro život kritický. V neuronech má však pohyb iontů u metazoí živočichů další zásadní funkci: produkci akčních potenciálů, které slouží k neurotransmisi. Tato specializace umožňuje extrémně rychlý přenos informací na velké vzdálenosti. Příkladem, který můj učitel používal při výuce základů neurovědy pro školáky, byl bipolární neuron, který se táhne od prstu na noze až k mozku.
Náhled: Buněčná membrána, nazývaná také plazmatická membrána nebo plazmalema, je polopropustná lipidová dvojvrstva společná všem živým buňkám. Obsahuje celou řadu biologických molekul, především bílkoviny a lipidy, které se podílejí na velkém množství buněčných procesů. Slouží také jako úchytný bod pro vnitrobuněčný cytoskelet, a pokud je přítomen, tak i pro buněčnou stěnu. (Public Domain; LadyofHats prostřednictvím Wikipedie.