Plasma Membranes

植物細胞の構造で、細胞内部と外部環境の間に半透膜、つまり選択的バリアを形成し、細胞内外への分子の輸送にも機能する。
細胞膜は、細胞内部と外部環境との構造的な障壁を形成することに加え、細胞内外への分子やその他の物質の輸送に関与するタンパク質や、環境からの信号や成長・分裂を指示する植物ホルモンの信号を受け取るのに不可欠なタンパク質やその他の分子を含んでいる。
細胞膜に付随する炭水化物は、細胞の種類を示す目印となる。 植物では、細胞膜はセルロース合成の場である。

脂質分子は細胞膜の構造を提供し、これは流動モザイクモデルによって、他の分子が浮かぶ脂質のダイナミックな海として説明される。
リン脂質は細胞膜の最も豊富な脂質であり、ステロール、タンパク質、その他の分子が散在する流動的なリン脂質二重層で組織化されている。 リン脂質は両親媒性分子で、水を好む領域（親水性）と水を嫌う領域（疎水性）を持つ。
各リン脂質は3つの炭素からなるグリセロール骨格からなり、そのうち2つの炭素は長鎖脂肪酸分子に結合し、3番目の炭素はリン酸基を含むものに結合している。 脂肪酸は無極性で疎水性であるため、凝集して水を排除する傾向がある。
この凝集により、リン脂質は、両層の脂肪酸を中央に、帯電したリン酸含有基を外側に向けた二層構造を形成することができる。
この二層構造により、細胞膜二重層の一方の表面は水性の外部環境と相互作用し、他方は水性の細胞内部環境と相互作用する。
ステロールも植物細胞の細胞膜内に見出される。 植物細胞の細胞膜に含まれる主なステロールはスチグマステロールです（動物細胞の細胞膜に含まれるコレステロールとは対照的です）。 植物細胞に含まれるステロールは、避妊薬などのステロイド系薬剤の出発物質として経済的に重要である。
膜タンパク質と糖質
膜タンパク質の中には、リン脂質二重層の全長にわたっているものがあり、これはトランス膜タンパク質と呼ばれている。 膜貫通型タンパク質は積分型膜タンパク質と呼ばれることもあり、様々な構造と機能を持つ。
膜タンパク質のうち、膜内部を通過する部分は、非極性側鎖（R基）を持つアミノ酸からなることが多く、トランス膜ドメインと呼ばれる。
膜タンパク質のうち、膜の外表面にあり水環境と相互作用する部分は、その配列中に帯電した、つまり極性のあるアミノ酸を含むことが多い。
膜タンパク質は、膜受容体として外部環境からのシグナルを受け取るために重要であることが多い。 例えば、タンパク質やペプチドのホルモンは、細胞膜にある膜貫通型のタンパク質受容体と相互作用する。 また、膜タンパク質は光子のような信号の受信にも関与している。
膜タンパク質は、イオン（荷電粒子）が膜の内部を通過するための孔を形成しています。 キャリアと呼ばれる膜タンパク質は、単糖などの栄養分子を細胞内に取り込むのに必須である。
膜内のすべてのタンパク質が膜貫通タンパク質というわけでもない。 膜に緩く結合しているもの、他のタンパク質に付着しているもの、脂質の尾で膜に固定されているものなどがある。 これらのタンパク質は膜の両側には存在しないので、しばしば周辺膜タンパク質と呼ばれる。
タンパク質に加えて、細胞膜には炭水化物分子が含まれている。 炭水化物分子は通常、膜タンパク質または二重層内の脂質分子に結合している。
膜を介した輸送
細胞への分子の出入りは、細胞膜の重要な機能である。 酸素のような疎水性分子や、二酸化炭素のような電荷を持たない小さな分子は、単純な拡散によって膜を通過する。
これらの分子は、化学的勾配の位置エネルギーを利用して、膜の片側にある濃度の高い領域から反対側にある濃度の低い領域へ移動する。
拡散は、この濃度勾配が急な場合に最もうまく機能する。 例えば、光合成を行う能力を持たない細胞では、酸素は細胞内に入るとほぼ同時に使用されてしまう。
このため、膜を通過する酸素分子の勾配が急激になり、分子は常に細胞外の酸素濃度が高い領域から細胞内の濃度が低い領域へと流れます。 このような分子の輸送には、濃度勾配と電気勾配という2つの要因が影響する。 脂質二重膜は膜の一方から他方への電荷の差を分離し、一種の生物学的コンデンサとして作用する。
もし細胞の内側が外側よりも陰性であれば、負に帯電したイオンは電気勾配に沿って内側から外側に移動しなければならない。 濃度勾配と電気勾配の組み合わせは電気化学的勾配と呼ばれる。
荷電分子や極性分子の輸送には、トランスポーターとして知られる膜内のタンパク質の助けが必要である。 チャネルタンパク質は膜内に孔を形成し、小さな荷電分子（通常は無機イオン）が膜を横切って一方から他方へ流れるのを可能にする。
イオンの移動方向が電気化学的勾配を下る場合、このプロセスは追加のエネルギーを必要とせず、受動輸送と呼ばれる。
キャリアタンパク質は、糖などの小さな分子を膜の片側から反対側へ預けるために形を変える。 ポンプは膜内のタンパク質で、アデノシン三リン酸（ATP）または光からのエネルギーを使って、膜を越えて分子を輸送する。
セルロースの生合成
植物では、細胞膜は地球上で最も豊富な生体高分子であるセルロースの合成の場となっています。 電子顕微鏡による研究では、植物の細胞膜には多くのタンパク質の複合体であるロゼット構造があり、これがセルロース合成の場であることが示唆されている。 この遺伝子はグリコシルトランスフェラーゼと呼ばれるタンパク質をコードしている。 グリコシルトランスフェラーゼの触媒サブユニット（活性サブユニット）に対する抗体は、これらのロゼット構造を特異的に標識する。
この転移酵素は2つの分子が同時に反対側から作用して、成長するミクロフィブリルに一度に2つのグルコースを付加し、セルロース分子内で交互にグルコースが回転することを説明する。