生物膜的组成成分主要是脂质和蛋白质。另有少量糖类通过共价键结合在脂质或蛋白质上。生物膜是一种动态的结构,具有膜脂的流动性和膜蛋白质的运动性。膜的流动性是指膜内部的脂和蛋白质分子的运动性。膜的流动性不仅是膜的基本特性之一,也是细胞进行生命活动的必要条件。
生物中除某些病毒外,都具有生物膜。真核细胞除质膜(又称细胞膜)外,还有分隔各种细胞器的膜系统、包括核膜、线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基体膜、叶绿体膜、液泡、过氧化酶体膜等。其中内膜系统包括核膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基体膜、液泡(包括内体和分泌泡),但不包括线粒体膜和叶绿体膜。
生物膜形态上都呈双分子层的片层结构,厚度约50至10纳米。其组成成分主要是脂质和蛋白质,另有少量糖类通过共价键结合在脂质或蛋白质上。不同的生物膜有不同的功能。
流体镶嵌模型是针对生物膜的结构提出的一种模型。在这个模型中,生物膜被描述成镶嵌有蛋白质的流体脂双层,脂双层在结构和功能上都表现出不对称性。有的蛋白质“镶“在脂双层表面,有的则部分或全部嵌入其内部,有的则横跨整个膜。另外脂和膜蛋白可以进行横向扩散。
1. 多层结构:生物膜通常是多层的,其中包括了疏水层、亲水层以及一些嵌入在膜上垂直的蛋白质等。
2. 疏水层:生物膜的一部分是由疏水分子构成的疏水层,疏水层通常是由脂质分子构成的,它们可以使生物膜成为一种难以穿过的屏障。
3. 蛋白质:生物膜上嵌入了许多蛋白质分子,它们可以在膜上形成复杂的通道或其他结构,以实现物质的精准运输。
4. 亲水层:生物膜的表面通常是由亲水分子构成的亲水层,亲水层可以使许多水溶性分子带电并经过膜表面。
5. 双层脂质:大多数生物膜都是双层脂质,它们由两层不同的脂质分子构成,在膜内分层面相互对接,而膜外的脂质分子则相互排斥着集中在了一起。
6. 硷性蛋白:生物膜的一部分是由硷性蛋白构成的,它们具有极强的负电性,可以通过吸附阳离子来维持生物膜的电位稳定。