Le membrane cellulari.
Un organismo complesso è formato da organismi più semplici, ognuno dei quali è dotato di meccanismi omeostatici. Il più semplice meccanismo omeostatico è costituito dalla membrana biologica, una barriera che divide l'interno di una cellula dall'esterno, cosicché all'interno sia possibile concentrare le sostanze utili alla vita della cellula (proteine, lipidi, glucidi, acidi nucleici eccetera). Naturalmente una membrana non deve isolare totalmente la cellula dall'ambiente, ma deve permettere un passaggio selettivo delle sostanze.
Il compito di isolare la cellula è affidato alla membrana, che è costituita da un doppio strato fosfolipidico. Il compito di dare uno "scheletro" alla membrana è affidato ad altre proteine, che costituiscono una sorta di rete attorno alla membrana. Il compito di mantenere dei collegamenti con l'esterno è affidato alla proteine di membrana o glico-proteine che possono essere interne, esterne o di trans-membrana (tutti e tre i tipi di proteine sono dotate di mobilità). Le vie di scambio create dalle proteine di membrana possono essere chiuse o aperte a seconda della situazione (via di scambio selettiva). Queste vie di scambio (canali) sono principalmente di tre tipi: i canali a controllo di ligando, i canali a controllo di potenziale, e le proteine di transmembrana.
I canali a controllo di ligando e a controllo di potenziale.
I canali a controllo di ligando si aprono quando all'esterno una certa molecola (o ione ecc.) si lega alla proteina che forma la porzione esterna del canale (proteina-canale): essa cambia la sua struttura terziaria e come conseguenza apre il canale. Ogni proteina-canale infatti è un recettore per una o più sostanze specifiche. Una volta aperto il canale viene attraversato da varie sostanze che hanno i requisiti appropriati (grandezza ecc) per poterlo attraversare. I canali a controllo di potenziale si comportano allo stesso modo, solo che la modificazione della struttura terziaria della proteina-canale è innescata da una differenza di potenziale. (in entrambi i casi un discorso analogo vale per la espulsione di molecole dall'interno verso l'esterno)