Struktura ćelijske membrane. Stanična membrana: struktura i funkcije

Vanjska ćelijska membrana (plazmalema, citolema, plazma membrana) životinjskih stanica prekriven izvana (tj. na strani koja nije u kontaktu s citoplazmom) slojem oligosaharidnih lanaca kovalentno vezanih za membranske proteine ​​(glikoproteine) i, u manjoj mjeri, za lipide (glikolipide). Ova ugljikohidratna membranska obloga se zove glikokaliks. Svrha glikokaliksa još nije sasvim jasna; postoji pretpostavka da ova struktura učestvuje u procesima međućelijskog prepoznavanja.

U biljnim ćelijama Na vrhu vanjske stanične membrane nalazi se gusti sloj celuloze sa porama, kroz koje se komunikacija između susjednih stanica odvija preko citoplazmatskih mostova.

U ćelijama pečurke na vrhu plazmaleme - gusti sloj hitin.

U bakterije – mureina.

Osobine bioloških membrana

1. Sposobnost samosastavljanja nakon destruktivnih uticaja. Ovo svojstvo je određeno fizičko-hemijskim svojstvima molekula fosfolipida, koji se u vodenoj otopini spajaju tako da se hidrofilni krajevi molekula otvaraju prema van, a hidrofobni prema unutra. Proteini se mogu integrirati u gotove fosfolipidne slojeve. Sposobnost samosastavljanja je važna na ćelijskom nivou.

2. Polupropusna(selektivnost u prijenosu jona i molekula). Osigurava održavanje postojanosti jonskog i molekularnog sastava u ćeliji.

3. Fluidnost membrane. Membrane nisu krute strukture, one stalno fluktuiraju zbog rotacijskih i vibracionih kretanja molekula lipida i proteina. Ovo osigurava veću brzinu enzimskih i drugih hemijskih procesa u membranama.

4. Fragmenti membrane nemaju slobodne krajeve, dok se zatvaraju u mehuriće.

Funkcije vanjske ćelijske membrane (plazmalema)

Glavne funkcije plazmaleme su sledeće: 1) barijera, 2) receptor, 3) razmena, 4) transport.

1. Funkcija barijere. Izražava se u činjenici da plazma membrana ograničava sadržaj ćelije, odvajajući je od spoljašnje sredine, a intracelularne membrane dele citoplazmu u zasebne reakcione ćelije. pretinci.

2. Funkcija receptora. Jedna od najvažnijih funkcija plazmaleme je da obezbedi komunikaciju (vezu) ćelije sa spoljašnjom sredinom preko receptorskog aparata koji se nalazi u membranama, koji je proteinske ili glikoproteinske prirode. Glavna funkcija receptorskih formacija plazmaleme je prepoznavanje vanjskih signala, zahvaljujući kojima su stanice pravilno orijentirane i formiraju tkiva tokom procesa diferencijacije. Funkcija receptora povezana je s djelovanjem različitih regulatornih sistema, kao i formiranjem imunološkog odgovora.

Funkcija razmjene određena sadržajem proteina enzima u biološkim membranama, koje su biološki katalizatori. Njihova aktivnost varira u zavisnosti od pH okoline, temperature, pritiska i koncentracije supstrata i samog enzima. Enzimi određuju intenzitet ključnih reakcija metabolizam, kao i njihov smjer.

Transportna funkcija membrana. Membrana omogućava selektivno prodiranje različitih hemikalija u ćeliju i iz ćelije u okolinu. Transport supstanci je neophodan za održavanje odgovarajućeg pH i odgovarajuće koncentracije jona u ćeliji, čime se obezbeđuje efikasnost ćelijskih enzima. Transport opskrbljuje hranjivim tvarima koje služe kao izvor energije, kao i materijal za formiranje različitih ćelijskih komponenti. Odstranjivanje toksičnog otpada iz ćelije, lučenje raznih korisnih supstanci i stvaranje ionskih gradijenata neophodnih za nervnu i mišićnu aktivnost ovise o promenama u brzini prenosa supstanci mogu dovesti do poremećaja u bioenergetskim procesima, voda-sol metabolizam, razdražljivost i drugi procesi. Korekcija ovih promjena je u osnovi djelovanja mnogih lijekova.

Postoje dva glavna načina da supstance uđu u ćeliju i izađu iz ćelije u spoljašnju sredinu;

pasivni transport,

aktivni transport.

Pasivni transport prati hemijski ili elektrohemijski gradijent koncentracije bez trošenja ATP energije. Ako molekula transportirane tvari nema naboj, tada je smjer pasivnog transporta određen samo razlikom koncentracije ove tvari na obje strane membrane (hemijski koncentracijski gradijent). Ako je molekul nabijen, tada na njegov transport utječu i gradijent kemijske koncentracije i električni gradijent (membranski potencijal).

Oba gradijenta zajedno čine elektrohemijski gradijent. Pasivni transport tvari može se izvesti na dva načina: jednostavnom difuzijom i olakšanom difuzijom.

Sa jednostavnom difuzijom joni soli i voda mogu prodrijeti kroz selektivne kanale. Ove kanale formiraju određeni transmembranski proteini koji formiraju transportne puteve od kraja do kraja koji su otvoreni trajno ili samo na kratko. Različiti molekuli veličine i naboja koji odgovaraju kanalima prodiru kroz selektivne kanale.

Postoji još jedan način jednostavne difuzije - to je difuzija tvari kroz lipidni dvosloj, kroz koji lako prolaze tvari topljive u mastima i voda. Lipidni dvosloj je nepropustan za nabijene molekule (jone), a u isto vrijeme, nenabijeni mali molekuli mogu slobodno difundirati, a što je molekul manji, to se brže transportuje. Prilično visoka brzina difuzije vode kroz lipidni dvosloj precizno se objašnjava malom veličinom njenih molekula i nedostatkom naboja.

Sa olakšanom difuzijom Transport supstanci uključuje proteine ​​- nosače koji rade po principu “ping-pong”. Protein postoji u dva konformaciona stanja: u "pong" stanju, mjesta vezivanja za transportiranu supstancu su otvorena na vanjskoj strani dvosloja, a u "ping" stanju, ista mjesta su otvorena na drugoj strani. Ovaj proces je reverzibilan. S koje strane će mjesto vezivanja neke tvari biti otvoreno u datom trenutku ovisi o gradijentu koncentracije te tvari.

Na taj način šećeri i aminokiseline prolaze kroz membranu.

Sa olakšanom difuzijom, brzina transporta supstanci se značajno povećava u poređenju sa jednostavnom difuzijom.

Osim proteina nosača, neki antibiotici su uključeni u olakšanu difuziju, na primjer, gramicidin i valinomicin.

Budući da obezbeđuju transport jona, nazivaju se jonofori.

Aktivan transport supstanci u ćeliji. Ova vrsta transporta uvijek košta energiju. Izvor energije potrebne za aktivni transport je ATP. Karakteristična karakteristika ove vrste transporta je da se obavlja na dva načina:

koristeći enzime zvane ATPaze;

transport u membranskom pakovanju (endocitoza).

IN Vanjska ćelijska membrana sadrži enzimske proteine ​​kao što su ATPaze,čija je funkcija obezbjeđivanje aktivnog transporta joni protiv gradijenta koncentracije. Pošto obezbeđuju transport jona, ovaj proces se naziva jonska pumpa.

Postoje četiri glavna poznata sistema za transport jona u životinjskim ćelijama. Tri od njih obezbeđuju prenos kroz biološke membrane: Na + i K +, Ca +, H +, a četvrti - prenos protona tokom funkcionisanja mitohondrijalnog respiratornog lanca.

Primjer aktivnog mehanizma transporta jona je natrijum-kalijum pumpa u životinjskim ćelijama. Održava stalnu koncentraciju jona natrijuma i kalija u ćeliji, što se razlikuje od koncentracije ovih supstanci u okolini: normalno, ima manje jona natrijuma u ćeliji nego u okolini, a više jona kalija.

Kao rezultat toga, prema zakonima jednostavne difuzije, kalij ima tendenciju da napusti ćeliju, a natrijum difundira u ćeliju. Za razliku od jednostavne difuzije, natrijum-kalijum pumpa konstantno ispumpava natrijum iz ćelije i unosi kalij: na svaka tri oslobođena molekula natrijuma u ćeliju se unose dva molekula kalijuma.

Ovaj transport natrijum-kalijumovih jona obezbeđuje zavisna ATPaza, enzim koji je lokalizovan u membrani na način da prodire u celu njenu debljinu Natrijum i ATP ulazi u ovaj enzim iznutra, a kalijum izvana.

Prijenos natrijuma i kalija preko membrane nastaje kao rezultat konformacijskih promjena kojima prolazi natrijum-kalijum zavisna ATPaza, koja se aktivira kada se koncentracija natrijuma u ćeliji ili kalijuma u okolini poveća.

Za opskrbu energijom ove pumpe neophodna je ATP hidroliza. Ovaj proces osigurava isti enzim, natrijum-kalijum zavisna ATPaza. Štaviše, više od jedne trećine ATP-a koji potroši životinjska stanica u mirovanju troši se na rad natrijum-kalijum pumpe.

Kršenje pravilnog rada natrijum-kalijum pumpe dovodi do raznih teških bolesti.

Efikasnost ove pumpe prelazi 50%, što ne postižu najnaprednije mašine koje je stvorio čovek.

Mnogi aktivni transportni sistemi se napajaju energijom pohranjenom u gradijentima jona, a ne direktnom hidrolizom ATP-a. Svi oni rade kao kotransportni sistemi (promovišući transport jedinjenja male molekularne težine). Na primjer, aktivni transport nekih šećera i aminokiselina u životinjske stanice određen je gradijentom natrijum jona, a što je veći gradijent natrijum jona, to je veća brzina apsorpcije glukoze. I obrnuto, ako se koncentracija natrijuma u međućelijskom prostoru značajno smanji, transport glukoze prestaje. U ovom slučaju, natrijum se mora pridružiti natrijum-ovisnom transportnom proteinu glukoze, koji ima dva mesta vezivanja: jedno za glukozu, drugo za natrijum. Ioni natrija koji prodiru u ćeliju olakšavaju uvođenje proteina nosača u ćeliju zajedno sa glukozom. Joni natrija koji ulaze u ćeliju zajedno s glukozom, pumpaju se natrag pomoću ATPaze ovisno o natrijumu i kaliju, koja, održavajući gradijent koncentracije natrijuma, indirektno kontrolira transport glukoze.

Transport tvari u membranskoj ambalaži. Veliki molekuli biopolimera praktično ne mogu prodrijeti kroz plazmalemu ni jednim od gore opisanih mehanizama transporta tvari u ćeliju. Ćelija ih hvata i apsorbira u membransko pakovanje, što se tzv endocitoza. Potonji se formalno dijeli na fagocitozu i pinocitozu. Upijanje čestica od strane ćelije je fagocitoza i tečni - pinocitoza. Tokom endocitoze primećuju se sledeće faze:

prijem apsorbirane supstance zbog receptora u ćelijskoj membrani;

invaginacija membrane sa stvaranjem mjehurića (vezikule);

odvajanje endocitne vezikule od membrane uz potrošnju energije – formiranje fagosoma i obnavljanje integriteta membrane;

Fuzija fagosoma sa lizozomom i formiranje fagolizozomi (digestivna vakuola) u kojem dolazi do varenja apsorbiranih čestica;

uklanjanje materijala neprobavljenog u fagolizozomu iz ćelije ( egzocitoza).

U životinjskom svijetu endocitoza je karakterističan način ishrane za mnoge jednoćelijske organizme (na primjer, amebe), a kod višećelijskih organizama ova vrsta probave čestica hrane nalazi se u endodermalnim stanicama koelenterata. Što se tiče sisara i ljudi, oni imaju retikulo-histio-endotelni sistem ćelija sa sposobnošću endocitoze. Primjeri uključuju krvne leukocite i Kupfferove ćelije jetre. Potonji oblažu takozvane sinusne kapilare jetre i hvataju različite strane čestice suspendirane u krvi. Egzocitoza- Ovo je i metoda uklanjanja iz ćelije višećelijskog organizma supstrata koji on luči, a koji je neophodan za rad drugih ćelija, tkiva i organa.

delimitativno ( barijera) - odvojiti ćelijski sadržaj od spoljašnje sredine;

Reguliše razmjenu između ćelije i okoline;

Oni dijele stanice u odjeljke, ili odjeljke, namijenjene određenim specijaliziranim metaboličkim putevima ( podjela);

Mjesto je nekih kemijskih reakcija (svjetlosne reakcije fotosinteze u hloroplastima, oksidativna fosforilacija pri disanju u mitohondrijima);

Osiguravaju komunikaciju između stanica u tkivima višećelijskih organizama;

Transport- vrši transmembranski transport.

Receptor- su lokacije receptorskih mjesta koja prepoznaju vanjske podražaje.

Transport materija kroz membranu - jedna od vodećih funkcija membrane, osigurava razmjenu tvari između stanice i vanjskog okruženja. Ovisno o potrošnji energije za prijenos tvari, razlikuju se:

pasivni transport, ili olakšana difuzija;

aktivni (selektivni) transport uz učešće ATP-a i enzima.

transport u membranskoj ambalaži. Postoje endocitoza (u ćeliju) i egzocitoza (izvan ćelije) - mehanizmi koji prenose velike čestice i makromolekule kroz membranu. Tokom endocitoze, plazma membrana formira invaginaciju, njeni rubovi se spajaju, a vezikula se oslobađa u citoplazmu. Vezikula je odvojena od citoplazme jednom membranom, koja je dio vanjske citoplazmatske membrane. Postoje fagocitoza i pinocitoza. Fagocitoza je apsorpcija velikih čestica koje su prilično tvrde. Na primjer, fagocitoza limfocita, protozoa itd. Pinocitoza je proces hvatanja i apsorpcije kapljica tekućine sa tvarima otopljenim u njoj.

Egzocitoza je proces uklanjanja različitih supstanci iz ćelije. Tokom egzocitoze, membrana vezikule, ili vakuole, spaja se sa vanjskom citoplazmatskom membranom. Sadržaj vezikule se uklanja izvan ćelijske površine, a membrana je uključena u vanjsku citoplazmatsku membranu.

U srži pasivno transport nenabijenih molekula leži u razlici između koncentracija vodika i naboja, tj. elektrohemijski gradijent. Supstance će se kretati iz područja sa većim gradijentom u područje sa nižim. Brzina transporta zavisi od razlike u nagibima.

Jednostavna difuzija je transport supstanci direktno kroz lipidni dvosloj. Karakteristično za gasove, nepolarne ili male nenabijene polarne molekule, rastvorljive u mastima. Voda brzo prodire u dvosloj jer njegova molekula je mala i električno neutralna. Difuzija vode kroz membrane naziva se osmoza.

Difuzija kroz membranske kanale je transport nabijenih molekula i jona (Na, K, Ca, Cl) koji prodiru kroz membranu zbog prisustva posebnih proteina koji formiraju kanale koji formiraju pore vode.

Olakšana difuzija je transport tvari pomoću posebnih transportnih proteina. Svaki protein je odgovoran za strogo definiranu molekulu ili grupu srodnih molekula, stupa u interakciju s njim i kreće se kroz membranu. Na primjer, šećeri, aminokiseline, nukleotidi i druge polarne molekule.

Aktivan transport izvode proteini nosači (ATPaza) protiv elektrohemijskog gradijenta, uz potrošnju energije. Njegov izvor su ATP molekuli. Na primjer, natrijum je kalijum pumpa.

Koncentracija kalijuma unutar ćelije je mnogo veća nego izvan nje, a natrijuma - obrnuto. Stoga kationi kalija i natrija pasivno difundiraju kroz vodene pore membrane duž gradijenta koncentracije. Ovo se objašnjava činjenicom da je propusnost membrane za jone kalija veća nego za jone natrija. Shodno tome, kalijum difunduje iz ćelije brže od natrijuma u ćeliju. Međutim, za normalno funkcioniranje ćelije neophodan je određeni omjer od 3 iona kalija i 2 natrijuma. Stoga postoji natrijum-kalijum pumpa u membrani koja aktivno pumpa natrijum iz ćelije i kalijum u ćeliju. Ova pumpa je transmembranski membranski protein sposoban za konformacijske preraspodjele. Stoga, može na sebe vezati i jone kalija i natrijuma (antiport). Proces je energetski intenzivan:

Iz unutrašnjosti membrane joni natrijuma i molekul ATP ulaze u protein pumpe, a ioni kalija dolaze izvana.

Joni natrijuma se spajaju sa proteinskim molekulom, a protein stiče aktivnost ATPaze, tj. sposobnost izazivanja hidrolize ATP-a, što je praćeno oslobađanjem energije koja pokreće pumpu.

Fosfat koji se oslobađa tokom hidrolize ATP vezuje se za protein, tj. fosforiliše protein.

Fosforilacija uzrokuje konformacijske promjene u proteinu; on postaje nesposoban da zadrži ione natrija. Oni se oslobađaju i kreću van ćelije.

Nova konformacija proteina podstiče vezivanje jona kalijuma za njega.

Dodatak kalijevih jona uzrokuje defosforilaciju proteina. Ponovo mijenja svoju konformaciju.

Promjena konformacije proteina dovodi do oslobađanja kalijevih jona unutar ćelije.

Protein je ponovo spreman da na sebe veže jone natrijuma.

U jednom ciklusu rada, pumpa ispumpava 3 jona natrijuma iz ćelije i pumpa 2 jona kalijuma.

Citoplazma– obavezna komponenta ćelije, koja se nalazi između površinskog aparata ćelije i jezgra. Ovo je složen heterogeni strukturni kompleks koji se sastoji od:

hijaloplazma

organele (stalne komponente citoplazme)

inkluzije su privremene komponente citoplazme.

Citoplazmatski matriks(hijaloplazma) je unutrašnji sadržaj ćelije – bezbojna, gusta i prozirna koloidna otopina. Komponente citoplazmatskog matriksa provode procese biosinteze u ćeliji i sadrže enzime neophodne za proizvodnju energije, uglavnom zbog anaerobne glikolize.

Osnovna svojstva citoplazmatskog matriksa.

Određuje koloidna svojstva ćelije. Zajedno sa intracelularnim membranama vakuolnog sistema, može se smatrati visoko heterogenim ili višefaznim koloidnim sistemom.

Omogućava promjenu viskoznosti citoplazme, prijelaz iz gela (deblji) u sol (tečnije), koji se javlja pod utjecajem vanjskih i unutrašnjih faktora.

Osigurava ciklozu, ameboidno kretanje, diobu stanica i kretanje pigmenta u hromatoforama.

Određuje polaritet lokacije intracelularnih komponenti.

Pruža mehanička svojstva ćelija - elastičnost, sposobnost spajanja, krutost.

Organelles– trajne ćelijske strukture koje osiguravaju da stanica obavlja određene funkcije. U zavisnosti od strukturnih karakteristika, razlikuju se:

membranske organele - imaju membransku strukturu. Mogu biti jednomembranski (ER, Golgijev aparat, lizozomi, vakuole biljnih ćelija). Dvostruka membrana (mitohondrije, plastidi, jezgro).

Nemembranske organele – nemaju membransku strukturu (hromozomi, ribozomi, ćelijski centar, citoskelet).

Organele opšte namene karakteristične su za sve ćelije: jezgro, mitohondrije, ćelijski centar, Golgijev aparat, ribozomi, EPS, lizozomi. Kada su organele karakteristične za određene tipove ćelija, nazivaju se specijalnim organelama (na primjer, miofibrili koji kontrahiraju mišićno vlakno).

Endoplazmatski retikulum- jedinstvena kontinuirana struktura, čija membrana formira mnoge invaginacije i nabore koji izgledaju kao tubule, mikrovakuole i velike cisterne. ER membrane su, s jedne strane, povezane sa ćelijskom citoplazmatskom membranom, as druge, sa vanjskom ljuskom nuklearne membrane.

Postoje dve vrste EPS-a - grubi i glatki.

U grubom ili granularnom ER, cisterne i tubule su povezane s ribosomima. je vanjska strana membrane. Glatka ili agranularna ER nema veze sa ribosomima. Ovo je unutrašnja strana membrane.

Stanična membrana je struktura koja prekriva vanjski dio ćelije. Naziva se i citolema ili plazmalema.

Ova formacija je izgrađena od bilipidnog sloja (dvosloja) sa proteinima ugrađenim u njega. Ugljikohidrati koji čine plazmalemu su u vezanom stanju.

Distribucija glavnih komponenti plazmaleme je sljedeća: više od polovine hemijskog sastava su proteini, četvrtinu zauzimaju fosfolipidi, a desetina holesterol.

Ćelijska membrana i njeni tipovi

Stanična membrana je tanak film, čiju osnovu čine slojevi lipoproteina i proteina.

Prema lokalizaciji razlikuju se membranske organele koje imaju neke karakteristike u biljnim i životinjskim stanicama:

• mitohondrije;
• jezgro;
• endoplazmatski retikulum;
• Golgijev kompleks;
• lizozomi;
• hloroplasti (u biljnim ćelijama).

Tu su i unutrašnja i vanjska (plazmolema) ćelijska membrana.

Struktura ćelijske membrane

Stanična membrana sadrži ugljikohidrate koji je prekrivaju u obliku glikokaliksa. Ovo je supramembranska struktura koja obavlja funkciju barijere. Proteini koji se ovdje nalaze su u slobodnom stanju. Nevezani proteini učestvuju u enzimskim reakcijama, obezbeđujući ekstracelularnu razgradnju supstanci.

Proteini citoplazmatske membrane predstavljeni su glikoproteinima. Na osnovu svog hemijskog sastava, proteini koji su u potpunosti uključeni u lipidni sloj (po celoj njegovoj dužini) se klasifikuju kao integralni proteini. Također periferno, ne dopire do jedne od površina plazmaleme.

Prvi funkcionišu kao receptori, vezujući se za neurotransmitere, hormone i druge supstance. Insercijski proteini su neophodni za izgradnju jonskih kanala kroz koje se odvija transport jona i hidrofilnih supstrata. Potonji su enzimi koji kataliziraju unutarstanične reakcije.

Osnovna svojstva plazma membrane

Lipidni dvosloj sprečava prodiranje vode. Lipidi su hidrofobna jedinjenja predstavljena u ćeliji fosfolipidima. Fosfatna grupa je okrenuta prema van i sastoji se od dva sloja: vanjskog, usmjerenog prema vanćelijskom okruženju, i unutrašnjeg, koji ograničava unutarćelijski sadržaj.

Područja topiva u vodi nazivaju se hidrofilne glave. Mjesta masnih kiselina su usmjerena u ćeliju, u obliku hidrofobnih repova. Hidrofobni dio stupa u interakciju sa susjednim lipidima, što osigurava njihovo međusobno vezivanje. Dvostruki sloj ima selektivnu propusnost u različitim područjima.

Dakle, u sredini je membrana nepropusna za glukozu i hidrofobne supstance kroz koje slobodno prolaze: ugljen-dioksid, kiseonik, alkohol; Holesterol je važan; sadržaj potonjeg određuje viskoznost plazmaleme.

Funkcije vanjske ćelijske membrane

Karakteristike funkcija su ukratko navedene u tabeli:

Koliki je značaj ćelijske membrane

Stanična membrana je uključena u održavanje homeostaze zbog visoke selektivnosti tvari koje ulaze i izlaze iz stanice (u biologiji se to naziva selektivna permeabilnost).

Izrasline plazmaleme dijele ćeliju na odjeljke (kompartmente) odgovorne za obavljanje određenih funkcija. Posebno dizajnirane membrane koje odgovaraju tečno-mozaičnom uzorku osiguravaju integritet ćelije.

Spoljašnja strana ćelije prekrivena je plazma membranom (ili vanjskom ćelijskom membranom) debljine oko 6-10 nm.

Stanična membrana je gust film od proteina i lipida (uglavnom fosfolipida). Molekuli lipida su raspoređeni na uredan način - okomito na površinu, u dva sloja, tako da su njihovi dijelovi koji intenzivno komuniciraju s vodom (hidrofilni) usmjereni prema van, a njihovi dijelovi inertni prema vodi (hidrofobni) usmjereni su prema unutra.

Molekuli proteina nalaze se u nekontinuiranom sloju na površini lipidnog okvira s obje strane. Neki od njih su uronjeni u lipidni sloj, a neki prolaze kroz njega, formirajući područja propusna za vodu. Ovi proteini obavljaju različite funkcije – neki od njih su enzimi, drugi su transportni proteini uključeni u prijenos određenih tvari iz okoline u citoplazmu iu suprotnom smjeru.

Osnovne funkcije stanične membrane

Jedno od glavnih svojstava bioloških membrana je selektivna permeabilnost (polupropusnost)- neke tvari prolaze kroz njih otežano, druge lako i čak prema većim koncentracijama. Suprotan odnos je tipičan za K ione: njihova koncentracija unutar ćelije je veća nego izvan nje. Prema tome, joni Na uvek imaju tendenciju da prodru u ćeliju, a K joni uvek imaju tendenciju da izađu. Izjednačavanje koncentracija ovih jona sprečeno je prisustvom u membrani posebnog sistema koji ima ulogu pumpe, koja pumpa Na ione iz ćelije i istovremeno pumpa K ione unutra.

Tendencija Na jona da se kreću izvana ka unutra koristi se za transport šećera i aminokiselina u ćeliju. Aktivnim uklanjanjem Na iona iz ćelije stvaraju se uslovi za ulazak glukoze i aminokiselina u nju.

U mnogim ćelijama, supstance se apsorbuju i fagocitozom i pinocitozom. At fagocitoza fleksibilna vanjska membrana formira malu depresiju u koju zarobljena čestica pada. Ovo udubljenje se povećava i, okružena dijelom vanjske membrane, čestica je uronjena u citoplazmu ćelije. Fenomen fagocitoze karakterističan je za amebe i neke druge protozoe, kao i za leukocite (fagocite). Na sličan način ćelije apsorbuju tečnosti koje sadrže supstance neophodne za ćeliju. Ovaj fenomen je nazvan pinocitoza.

Vanjske membrane različitih stanica značajno se razlikuju kako po hemijskom sastavu njihovih proteina i lipida, tako i po njihovom relativnom sadržaju. Upravo te karakteristike određuju raznolikost fiziološke aktivnosti membrana različitih stanica i njihovu ulogu u životu stanica i tkiva.

Endoplazmatski retikulum ćelije povezan je sa spoljašnjom membranom. Uz pomoć vanjskih membrana ostvaruju se različite vrste međućelijskih kontakata, tj. komunikacija između pojedinačnih ćelija.

Mnoge vrste ćelija karakteriziraju prisutnost na njihovoj površini velikog broja izbočina, nabora i mikrovila. Oni doprinose i značajnom povećanju površine ćelije i poboljšanju metabolizma, kao i čvršćoj povezanosti pojedinačnih ćelija među sobom.

Biljne ćelije imaju debele membrane na vanjskoj strani ćelijske membrane, jasno vidljive pod optičkim mikroskopom, koje se sastoje od vlakana (celuloze). Oni stvaraju jaku potporu biljnim tkivima (drvo).

Neke životinjske ćelije također imaju brojne vanjske strukture smještene na vrhu ćelijske membrane i imaju zaštitnu prirodu. Primjer je hitin integumentarnih stanica insekata.

Funkcije ćelijske membrane (ukratko)