Холестерин — важный липид животных мембран, регулятор текучести. Он встраивается между фосфолипидами и работает как «буфер»: при высокой температуре уплотняет мембрану (снижает избыточную текучесть), при низкой — мешает хвостам плотно упаковаться (не даёт мембране застыть). Также повышает механическую прочность.

Ключевые свойства: текучесть (липиды и белки подвижны в плоскости мембраны), асимметрия (наружный и внутренний слои различаются по составу), избирательная проницаемость (пропускает не всё подряд) и способность к самосборке и самозаживлению.

Компартментализация — разделение клетки мембранами на отсеки (органеллы) со своими условиями и наборами ферментов. Это позволяет одновременно идти несовместимым процессам, концентрировать реагенты и регулировать метаболизм по отсекам.

Каждая мембрана «настроена» под свою функцию, поэтому различается по составу белков и липидов и по соотношению белок/липид. Плазматическая мембрана богата холестерином и гликолипидами; внутренняя мембрана митохондрий — белками (дыхательная цепь) и кардиолипином; мембраны ЭР — ферментами синтеза липидов и обезвреживания.

Текучесть мембраны зависит от: насыщенности жирных кислот (ненасыщенные с двойными связями делают мембрану текучее), длины хвостов (короче — текучее), температуры (выше — текучее) и содержания холестерина (буфер текучести).

Мембраны: (1) отграничивают клетку и создают внутренние отсеки (компартменты); (2) избирательно переносят вещества; (3) воспринимают и передают сигналы (рецепторы); (4) обеспечивают энергетический обмен (мембранное окисление, синтез АТФ); (5) участвуют в межклеточных контактах и распознавании.

Основные липиды мембран — фосфолипиды (глицерофосфолипиды и сфинголипиды), гликолипиды и холестерин. Все они амфифильны. В воде их гидрофобные хвосты прячутся друг к другу, а гидрофильные головы обращены к воде — так самопроизвольно образуется двойной слой (бислой).

Мембраны — мишень множества лекарств и место развития многих болезней. Понимание мембран нужно для: действия анестетиков и мембранных лекарств, лечения каналопатий, применения липосом для доставки лекарств, диагностики по мембранным маркёрам и понимания сигнальных патологий.

Биологическая мембрана — тонкая (~7–10 нм) плёнка, отделяющая клетку и её органеллы от окружения. Её основа — двойной слой липидов (липидный бислой), в который встроены белки. Современное представление — жидкостно-мозаичная модель: бислой текуч, а белки «плавают» в нём, как айсберги.