Molekyler av cellemembranene syntetiseres for det meste i to organeller: endoplasmatisk retikulum og Golgi-apparat. På sidene som omhandler disse organellene, vil vi beskrive synteseprosessene mer detaljert. Dermed vil lipidsyntese bli studert på sidene dedikert til det glatte endoplasmatiske retikulum og Golgi-apparatet, proteinsyntese i de grove endoplasmatiske retikulumsidene og karbohydrater på sidene om endoplasmatisk retikulum og Golgi-apparatet. På de følgende sidene vil vi også lære stiene som membranmolekyler følger for å nå de forskjellige membranbundne romene, så vel som plasmamembranen. Så her er det bare et sammendrag av syntesen av membranmolekyler.
Membraner fornyer kontinuerlig sine molekyler. De fjernes og syntetiseres steadly. Ved å bruke radiomerkede aminosyrer har det vist seg at proteiner med høy molekylvekt i plasmamembranen fornyes hver 2-5 dager, mens proteiner med lav molekylvekt hver 7-13 dager. Lipider erstattes hver 7-13 dager også. Proteiner, de fleste lipider og noen få karbohydrater av cellemembraner syntetiseres i endoplasmatisk retikulum. Mange lipidarter og de fleste karbohydrater av membraner syntetiseres I Golgi-apparatet.de fleste membranmolekyler transporteres til sin endelige plassering ved vesikulær handel. De reiser som komponenter i vesikelmembranene som etter fusjon med målmembranen vil være en del av molekylær repertoar av målkammeret. Imidlertid flyttes noen molekyler mellom membraner av bærere (proteiner), eller utveksles mellom membraner som er svært nær hverandre i de såkalte membrankontaktstedene.Endoplasmatisk retikulum syntetiserer proteiner for seg selv og for resten av cellemembranene, i tillegg til kloroplast-og mitokondriamembraner. Disse organeller kan importere proteiner syntetisert av frie cytosoliske ribosomer, eller de kan syntetisere proteiner av seg selv siden disse de inneholder DNA, ribosomer og alle nødvendige molekyler for proteinsyntese. Kolesterol og glycerofosfolipider syntetiseres også i endoplasmatisk retikulum, som distribueres til alle cellemembraner, inkludert mitokondrier og kloroplaster.
som et spesielt tilfelle er det verdt å nevne peroksisomer. Det har blitt rapportert at peroksisomer stammer fra vesikler som kommer fra endoplasmatisk retikulum og mitokondrier. Imidlertid syntetiseres en del av molekylene i deres membraner av frie ribosomer. Kildene til peroksisommembranmolekyler er derfor forskjellige.
flertallet av molekyler i plasmamembranen kommer gjennom kontinuerlig innkommende flux av vesikler, dvs. ved eksocytose. Romene som sender vesikler til plasmamembran er endosomer Og Golgi-kompleks. Fjerning av plasmamembranmolekyler er i stor grad mediert av endocytiske vesikler. Vesikler dannes i plasmisk membran og til slutt vil ende i lysosomer hvor membranmolekyler vil bli degradert. Balansen mellom eksocytose og endocytose bestemmer den molekylære sammensetningen av plasmamembranen. Noen molekyler fjernet som en del av endocytiske vesikler transporteres til tidlige endosomer. De kan holdes der en stund og deretter gå tilbake til plasmamembranen som en del av andre vesikler som går fra det tidlige endosomet. Denne mekanismen er viktig for cellen fordi mengden og andelen av molekyler i plasmamembranen kan modifiseres uten dyre prosesser for syntese og nedbrytning.
Membraner av endosomer, lysosomer og vakuoler er for det meste en konsekvens av endocytose i plasmamembranen, men de mottar også molekyler ved hjelp av vesikler som kommer fra Golgi-apparatet. Til Slutt må det påpekes at den kjemiske sammensetningen av membraner, hovedsakelig lipidrepertoaret, kan endres ved lokale kjemiske modifikasjoner. For eksempel kan hodet til flere lipidarter kjemisk modifiseres av lokale enzymer, noe som resulterer i et nytt molekyl med forskjellige egenskaper. Videre nedbrytes noen lipider in situ av enzymer, som lipaser.