Illustratie door Alison Czinkota. ThoughtCo.
Het celmembraan (plasmamembraan) is een dun semi-permeabel membraan dat de cytoplasma van een cel. Zijn functie is om de integriteit van de binnenkant van de cel te beschermen door bepaalde stoffen de cel binnen te laten en andere stoffen buiten te houden. Het dient ook als bevestigingsbasis voor de cytoskelet in sommige organismen en de celwand In andere. Het celmembraan dient dus ook om de cel te ondersteunen en zijn vorm te behouden.
Een andere functie van het membraan is het reguleren van celgroei door de balans van endocytose enexocytose. Bij endocytose worden lipiden en eiwitten uit het celmembraan verwijderd terwijl stoffen worden geïnternaliseerd. Bij exocytose versmelten blaasjes die lipiden en eiwitten bevatten met het celmembraan dat de celgrootte vergroot. Dierlijke cellen, planten cellen, prokaryotische cellen, en schimmelcellen hebben plasmamembranen. Interne organellen worden ook omhuld door membranen.
Het celmembraan bestaat voornamelijk uit een mix van
eiwitten en lipiden. Afhankelijk van de locatie en rol van het membraan in het lichaam, kunnen lipiden 20 tot 80 procent van het membraan uitmaken, terwijl de rest eiwitten zijn. Terwijl lipiden helpen om membranen hun flexibiliteit te geven, monitoren en handhaven eiwitten het chemische klimaat van de cel en helpen ze bij de overdracht van moleculen over het membraan.Fosfolipiden zijn een belangrijk onderdeel van celmembranen. Fosfolipiden vormen een lipide dubbellaag waarin hun hydrofiele (aangetrokken tot water) hoofdgebieden spontaan schikken naar het waterige cytosol en de extracellulaire vloeistof, terwijl hun hydrofobe (afgestoten door water) staartgebieden van het cytosol en extracellulaire weg wijzen vloeistof. De lipidedubbellaag is semi-permeabel, waardoor alleen bepaalde moleculen dat kunnen diffuus over het membraan.
Cholesterol is een ander lipidenbestanddeel van dierlijke celmembranen. Cholesterolmoleculen worden selectief verspreid tussen membraanfosfolipiden. Dit helpt voorkomen dat celmembranen stijf worden door te voorkomen dat fosfolipiden te dicht op elkaar worden gepakt. Cholesterol wordt niet aangetroffen in de membranen van plantencellen.
Het celmembraan bevat twee soorten geassocieerde eiwitten. Perifere membraaneiwitten zijn buiten en verbonden met het membraan door interacties met andere eiwitten. Integrale membraaneiwitten worden in het membraan ingebracht en de meeste passeren het membraan. Delen van deze transmembraaneiwitten worden aan beide zijden van het membraan blootgelegd. Celmembraaneiwitten hebben een aantal verschillende functies.
Celmembraan receptoreiwitten helpen cellen te communiceren met hun externe omgeving door het gebruik van hormonen, neurotransmitters en andere signaalmoleculen.
Transporteiwitten, zoals bolvormige eiwitten, transporteren moleculen door celmembranen via gefaciliteerde diffusie.
Een cel organellen zijn ook omgeven door beschermende membranen. De kern, endoplasmatisch reticulum, vacuolen, lysosomen, en Golgi-apparaat zijn voorbeelden van membraangebonden organellen. Mitochondria en chloroplasten zijn gebonden door een dubbel membraan. De membranen van de verschillende organellen variëren in moleculaire samenstelling en zijn zeer geschikt voor de functies die ze vervullen. Organelle membranen zijn belangrijk voor verschillende vitale celfuncties, waaronder eiwitsynthese, lipidenproductie, en cellulaire ademhaling.