Une membrane cellulaire animale est la barrière entre l'intérieur de la cellule et l'environnement extérieur, semblable à la façon dont la peau agit comme une barrière pour le corps des vertébrés. La structure de la membrane cellulaire est une mosaïque fluide composée de trois types de molécules organiques: les lipides, les protéines et les glucides. La membrane cellulaire contrôle le mouvement de substances comme les nutriments et les déchets à travers la membrane, à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule.
Bicouche phospholipidique

Les éléments constitutifs de base d'une membrane cellulaire sont les phospholipides. Les phospholipides contiennent une extrémité hydrophobe (insoluble dans l'eau) constituée de deux chaînes d'acides gras de molécules non polaires telles que les carbones et les hydrogènes. L'autre extrémité est hydrophile (soluble dans l'eau) et contient des molécules de phosphate polaire. Ces phospholipides sont disposés en une double couche avec leur groupe terminal hydrophile exposé à l'eau de chaque côté de la membrane et les molécules non polaires hydrophobes protégées à l'intérieur de la double couche. La couche lipidique comprend environ la moitié de la masse totale de la membrane, selon le type de membrane. Le cholestérol est un autre type de lipide dans une membrane cellulaire. Les molécules de cholestérol sont positionnées à l'intérieur de la bicouche pour lier les molécules d'acide gras et stabiliser et renforcer la membrane.
Embedded Proteins

Les protéines constituent entre 25% et 75% de la masse de la membrane cellulaire, selon le type de membrane . Les protéines membranaires sont insérées dans la bicouche phospholipidique sur les surfaces exposées et remplissent les différentes fonctions de la cellule. Les protéines sont considérées comme intégrales ou périphériques, selon leur association avec la membrane. Les protéines périphériques se trouvent sur un côté de la surface de la membrane et s'associent indirectement par le biais d'interactions protéine à protéine. Les protéines intégrales ou transmembranaires sont intégrées dans la membrane, exposées à l'environnement des deux côtés.
Glycoprotéines et glycolipides

Les glucides ne représentent qu'un faible pourcentage de la membrane cellulaire mais ont des fonctions importantes. Les molécules de glucides sont généralement des chaînes courtes et ramifiées de simples unités de sucre, et sont attachées de manière covalente à la surface de la membrane cellulaire à la plupart des protéines membranaires intégrales et parfois à la bicouche lipidique elle-même. Lorsque les glucides sont liés aux protéines ou aux lipides, ils sont appelés glycoprotéines et glycolipides. Les glucides à la surface d'une membrane cellulaire varient considérablement entre les cellules individuelles, les types de cellules, les individus de la même espèce et les espèces d'une espèce à l'autre. Cette diversité permet aux glucides de fonctionner comme des marqueurs pour différencier une cellule d'une autre.
Fonctions et interactions

La fonction principale de la bicouche phospholipidique est de protéger et de maintenir la structure cellulaire. La bicouche permet la fluidité et le mouvement des protéines associées pour les interactions protéiques nécessaires. Les interactions protéiques sont essentielles au fonctionnement cellulaire.

Les protéines périphériques agissent comme des récepteurs de produits chimiques comme les hormones et permettent la signalisation ou la reconnaissance cellulaire. Sur la surface interne de la cellule, ils se fixent au cytosquelette, aidant à maintenir la forme ou à catalyser les réactions dans le cytoplasme. Les protéines intégrales transportent des molécules à travers la surface de la membrane, et celles qui sont liées aux glucides en tant que glycoprotéines sont impliquées dans la reconnaissance de cellule à cellule.

Sans les divers marqueurs glucidiques sur la surface de la membrane extracellulaire, les cellules ne seraient pas capables pour trier et différencier les cellules au cours du développement de l'embryon, par exemple, ou permettre au système immunitaire de reconnaître les cellules étrangères.