La membrana celular o citoplasmática confiere protección a la célula. También le proporciona unas condiciones estables en su interior, y tiene otras muchas funciones. Una de ellas es la de transportar nutrientes hacia su interior y expulsar las sustancias tóxicas fuera de la célula. Otra de sus funciones es debida a que en la propia membrana hay insertadas distintas proteínas que interactúan con otras sustancias del exterior y otras células.
Estas proteínas pueden ser glicoproteínas, cuando están formadas por un azúcar unido a una proteína, o pueden ser lipoproteínas, cuando se componen de la unión de un lípido con una proteína. Todas estas proteínas están enganchadas en la superficie de la membrana celular (o inseridas en ella) y permiten que la célula interaccione con otras células. La membrana celular, por otra parte, también aguanta la estructura celular, le da forma. Hay distintos tipos de membranas celulares dependiendo del tipo de célula y, en general, las membranas tienen colesterol en abundancia (en las células animales) como componente lipídico para darles estabilidad. Según el tipo de célula, pueden existir estructuras adicionales.
Existen distintos vegetales y microorganismos, como bacterias o algas, que tienen otros mecanismos de protección, como una pared celular exterior, mucho más rígida que la membrana celular.
La pared celular tiene una función mecánica. Es la responsable de la forma y tamaño a las células de las plantas y a su vez la estructura que las protege y las mantiene a modo de exoesqueleto (Figuras 1, 2 y 3). En la mayoría de los tejidos son importantes para la adhesión intercelular. Como consecuencia, también es responsable de la rigidez de la planta para mantener erguidas sus estructuras aéreas y los órganos que la forman. Por ejemplo, debe resistir las tremendas presiones que ejercen cuerpos vegetales como los de los grandes árboles, pero también tienen que ser flexibles para no acomodarse la velocidad del viento. Además, ha de ser resistente a las presiones osmóticas que provienen desde el interior celular. Otra de sus funciones principales es ser medio de comunicación y transporte de moléculas y agua entre las células, por lo que en una misma planta las paredes tienen que ser porosas en las células jóvenes para permitir el paso de nutrientes pero impermeables en las que forman los haces vasculares.
Actúa en la lucha contra patógenos y es capaz de desencadenar respuestas de defensa, o dar textura a los tejidos de los frutos. En algunas células, la pared celular tiene un papel de almacén de energía. Por ejemplo, las paredes celulares de algunas células en semillas son extraordinariamente gruesas, y poseen carbohidratos que actúan como alternativa a las reservas de energía que hay dentro de la célula. Estas sustancias de reserva en la pared son galactomananos, pectinas y xiloglucanos. Se estima que un 18 % de la energía metabolizada durante la germinación de la cebada procede de la pared celular. Otra función la llevan a cabo fragmentos no celulosíticos presentes en la pared celular que sirven para regular el crecimiento de la planta. Así, fragmentos de polisacáridos pécticos tienen receptores en las membranas célulares que disparan cascadas de señalización.
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