Moleculele biologice sunt amfifile sau amfifatice, adică sunt simultan hidrofobe și hidrofile. Bistratul fosfolipidic conține grupe de cap hidrofile încărcate, care interacționează cu apa polară. Straturile conțin, de asemenea, cozi hidrofobe, care se întâlnesc cu cozile hidrofobe ale stratului complementar. Cozile hidrofobe sunt, de obicei, acizi grași cu lungimi diferite. Interacțiunile lipidelor, în special cozile hidrofobe, determină proprietățile fizice ale stratului bistratificat lipidic, cum ar fi fluiditatea.

Membranele din celule definesc de obicei spații închise sau compartimente în care celulele pot menține un mediu chimic sau biochimic diferit de cel exterior. De exemplu, membrana din jurul peroxizomilor protejează restul celulei de peroxizi, substanțe chimice care pot fi toxice pentru celulă, iar membrana celulară separă o celulă de mediul înconjurător. Peroxizomii sunt una dintre formele de vacuole care se găsesc în celulă și care conțin subprodusele reacțiilor chimice din interiorul celulei. Majoritatea organitelor sunt definite de astfel de membrane și sunt numite organite „legate de membrană”.

Permeabilitate selectivăEdit

Probabil cea mai importantă caracteristică a unei biomembrane este aceea că este o structură permeabilă selectiv. Acest lucru înseamnă că dimensiunea, sarcina și alte proprietăți chimice ale atomilor și moleculelor care încearcă să o traverseze vor determina dacă reușesc să facă acest lucru. Permeabilitatea selectivă este esențială pentru separarea eficientă a unei celule sau organite de mediul înconjurător. Membranele biologice au, de asemenea, anumite proprietăți mecanice sau elastice care le permit să își schimbe forma și să se deplaseze în funcție de necesități.

În general, moleculele hidrofobe mici pot traversa cu ușurință straturile bistratificate fosfolipidice prin difuzie simplă.

Particulele care sunt necesare pentru funcția celulară, dar care nu pot difuza liber prin membrană, intră prin intermediul unei proteine de transport membranar sau sunt preluate prin endocitoză, unde membrana permite ca o vacuolă să se alăture pe ea și să-și împingă conținutul în celulă. Multe tipuri de membrane plasmatice specializate pot separa celula de mediul extern: cele apicale, bazolaterale, presinaptice și postsinaptice, membranele flagelilor, ale cililor, microvillusurilor, filopodiilor și lameliphodiilor, sarcolema celulelor musculare, precum și membranele specializate ale mielinei și ale coloanei dendritice ale neuronilor. Membranele plasmatice pot forma, de asemenea, diferite tipuri de structuri „supramembranare”, cum ar fi caveolae, densitatea postsinaptică, podosomul, invadopodiumul, desmosomul, hemidesmosomul, aderența focală și joncțiunile celulare. Aceste tipuri de membrane diferă în ceea ce privește compoziția lipidică și proteică.

Tipurile distincte de membrane creează, de asemenea, organite intracelulare: endosomul; reticulul endoplasmatic neted și aspru; reticulul sarcoplasmatic; aparatul Golgi; lizozomul; mitocondria (membranele interne și externe); nucleul (membranele interne și externe); peroxizomul; vacuola; granulele citoplasmatice; vezicule celulare (fagosom, autofagosom, vezicule acoperite de clatrin, vezicule acoperite de COPI și de COPII) și vezicule secretorii (inclusiv sinaptosom, acrozomi, melanosomi și granule cromafine).Diferitele tipuri de membrane biologice au diverse compoziții lipidice și proteice. Conținutul membranelor definește proprietățile fizice și biologice ale acestora. Unele componente ale membranelor joacă un rol cheie în medicină, cum ar fi pompele de eflux care pompează medicamentele în afara celulei.

FluiditateEdit

Nucleul hidrofob al stratului bilateral fosfolipidic este în continuă mișcare din cauza rotațiilor în jurul legăturilor cozilor lipidice. Cozile hidrofobe ale unui bilayer se îndoaie și se blochează între ele. Cu toate acestea, din cauza legăturii de hidrogen cu apa, grupele hidrofile de cap prezintă mai puține mișcări, deoarece rotația și mobilitatea lor sunt limitate. Acest lucru are ca rezultat creșterea vâscozității stratului bilateral lipidic mai aproape de capetele hidrofile.

Aproape de o temperatură de tranziție, un strat bilateral lipidic își pierde fluiditatea atunci când lipidele foarte mobile prezintă mai puține mișcări, devenind un solid asemănător unui gel. Temperatura de tranziție depinde de componente ale stratului bilateral lipidic cum ar fi lungimea lanțului hidrocarbonat și saturația acizilor săi grași. Fluiditatea dependentă de temperatură constituie un atribut fiziologic important pentru bacterii și pentru organismele cu sânge rece. Aceste organisme mențin o fluiditate constantă prin modificarea compoziției acizilor grași ai lipidelor membranare în funcție de temperaturile diferite.

În celulele animale, fluiditatea membranară este modulată prin includerea sterolului colesterol. Această moleculă este prezentă în cantități deosebit de mari în membrana plasmatică, unde constituie aproximativ 20% din greutatea lipidelor din membrană. Deoarece moleculele de colesterol sunt scurte și rigide, ele umplu spațiile dintre moleculele de fosfolipide vecine lăsate de îndoiturile din cozile lor de hidrocarburi nesaturate. În acest fel, colesterolul tinde să rigidizeze bistratul, făcându-l mai rigid și mai puțin permeabil.

Pentru toate celulele, fluiditatea membranei este importantă din mai multe motive. Ea permite proteinelor membranare să difuzeze rapid în planul stratului bistrat și să interacționeze între ele, așa cum este crucial, de exemplu, în semnalizarea celulară. Ea permite lipidelor și proteinelor membranare să difuzeze de la locurile în care sunt inserate în bistrat după sinteza lor către alte regiuni ale celulei. Permite membranelor să fuzioneze între ele și să își amestece moleculele și asigură distribuirea uniformă a moleculelor membranare între celulele fiice atunci când o celulă se divide. Dacă membranele biologice nu ar fi fluide, este greu de imaginat cum ar putea celulele să trăiască, să crească și să se reproducă.

.