Un fosfolípido consta de dos partes muy distintas: una cabeza polar hidrofílica (ella es atraída por el agua) y un par de colas no polares hidrofóbicas (estas son repelidas por el agua). Las membranas poseen diferentes fosfolípidos del tipo general, tienen como característica un “doble enlace” que hace insaturado al lípido, lo cual presenta una flexión en la cola del ácido graso, esto permite mantener a la membrana fluida.
En su mayoría las células se encuentran rodeadas por un medio acuoso. Los organismos unicelulares habitan en agua dulce o salada en los mares, a su vez que las células animales se encuentran bañadas por un “fluido extracelular” levemente salino que se filtra de la sangre. El citosol (fluido al interior de la célula en el cual los organelos se hallan suspendidos), mayormente constituido por agua. Permitiendo que las membranas plasmáticas puedan separar el citosol acuoso de su ambiente externo acuoso, y membranas parecidas rodeen los compartimientos acuosos dentro de la célula. En esas condiciones, los fosfolípidos espontáneamente se disponen en una doble capa denominada “bicapa fosfolipídica”. Los puentes de hidrogeno son formados entre el agua y las cabezas de los fosfolípidos, de tal forma que las cabezas hidrofílicas estén hacia el citosol acuoso y hacia el fluido extracelular, estableciendo las porciones internas como externas de la bicapa. Las interacciones hidrofóbicas permiten que las colas fosfolipídicas se oculten dentro de la bicapa.
Las moléculas individuales de fosfolípidos no se encuentran fusionadas entre ellas y las membranas incluyen fosfolípidos con ácidos grasos insaturados cuyos dobles enlaces elaboran “flexiones” en sus “colas”. Estas características permiten que los fosfolípidos se trasladen con facilidad al interior de cada capa, y hacen muy fluida la bicapa. Además, cuanto más dobles enlaces estén para formular flexiones en las colas del lípido, más fluidas serán las membranas.
Por lo general las células pueden tener varios grados de saturación en la bicapa lipídica, y estas a su vez difieren en la fluidez de la membrana, les permiten desempeñar distintas funciones o moverse bien en diferentes medios. Es decir, las membranas tienden a volverse más fluidas a altas temperaturas (por el movimiento de las moléculas) y menos fluidas a bajas temperaturas (por la disminución del movimiento de las moléculas). Las membranas celulares de los organismos que habitan en ambientes de bajas temperaturas, tienden a ser más ricas en fosfolípidos insaturados accediendo a que la membrana retenga la fluidez necesaria.
Por ende, la mayoría de las moléculas biológicas (sales, aminoácidos, azúcares, entre otros), son polares y solubles en el agua, es decir, hidrofílicas. Efectivamente, casi todas las sustancias que se encuentran en contacto con las células son solubles con el agua, por lo que pueden atravesar con facilidad las colas no polares e hidrofóbicas de los ácidos grasos de la bicapa fosfolipídica. Esta última es la encargada precisamente de las primeras de las tres funciones de la membrana (aislar selectivamente el contenido de la célula proveniente del exterior). Varios de los efectos más destructores de ciertos venenos de serpientes o de arañas suceden por éstos que poseen enzimas que rompen los fosfolípidos y, por consiguiente, destruyen las membranas celulares, erradicando su capacidad de retener el contenido de la célula; aunque el aislamiento de la membrana plasmática no es general, ya que moléculas muy pequeñas como la del oxígeno, el agua, dióxido de carbono, al igual que algunas moléculas de mayor tamaño, sin carga y solubles en lípidos, pueden atravesar con cierta libertad la bicapa lipídica.
En general las células animales, la bicapa fosfolipídica de las membranas poseen colesterol. De hecho, varias membranas sólo tienen unas cuantas moléculas de colesterol, en otras poseen tantas moléculas de colesterol como de fosfolípidos. El colesterol puede afectar la estructura y la función de la membrana de varias maneras; esto ocasiona que pueda ser o no más resistente y flexible, pero menos fluida a una mayor temperatura, menos solida a baja temperatura y menos permeable a sustancias solubles en agua como iones y monosacáridos.
