لماذا يعتبر الانتشار مهمًا لحياة الخلية؟

يعمل غشاء البلازما المحيط بالخلية كحاجز لمعظم الجزيئات ، خاصة تلك التي تشكل خطورة على حياة الخلية. يسمح الغشاء بمرور المواد المفيدة من خلال عملية الانتشار. يتيح تطور الانتشار الخلوي للخلايا أن تطوق نفسها وتتفاعل بشكل مختلف مع بيئتها المباشرة.

من أجل إجراء الأنشطة اليومية للحياة اليومية ، يجب على جميع الخلايا نقل الأيونات الأساسية والجزيئات الصغيرة عبر أغشية البلازما شبه النفاذة. الأيونات عبارة عن ذرات أو جزيئات ذات شحنة موجبة أو سالبة صافية. للوفاء بمتطلبات الحياة ، تتبادل الخلايا الغازات ، مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ؛ منتجات النفايات المفرزة ؛ وتأخذ جزيئات الطعام والماء والمعادن. يحدث التبادل بين الخلية الداخلية والسائل الخلوي خارج الخلية المحيط بها.

طوّرت الخلايا الحية غشاءًا ليحجز حاجزًا يحتوي على مواد كيميائية عضوية داخلية ، مع السماح بشكل انتقائي للذرات الأساسية والمركبات البسيطة بالعبور ذهابًا وإيابًا. وفقًا لنموذج طبقة ثنائية الدهون القياسية ، فإن الأحماض الدهنية المسماة phospholipids و glycolipids هي المكونات الرئيسية للأغشية الخلوية. العناصر الأخرى للأغشية هي الكوليسترول والبروتينات والكربوهيدرات. طبقة الدهون الثنائية غير منفذة لمعظم الكاتيونات ، أو الأيونات السالبة ، والأنيونات ، أو الأيونات الموجبة.

الانتشار هو عملية تتحرك فيها الجزيئات والأيونات بشكل طبيعي من منطقة داخل الخلايا ذات تركيز عالٍ إلى منطقة ذات تركيز أقل ، أو العكس. يحدث الانتشار تلقائيًا دون إنفاق الخلية للطاقة في إجراء يُعرف بالنقل السلبي. تهاجر الجزيئات عبر تدرج التركيز الخلوي حتى يتم الوصول إلى حالة التوازن. التناضح هو نوع من الانتشار يتضمن مرور الماء داخل وخارج الخلية.

تستهلك الخلايا الطاقة لنقل الجزيئات بنشاط ضد تدرج التركيز النسبي. النقل النشط ، أو الانتشار الميسر ، يدفع الأيونات والجزيئات عبر غشاء الخلية. نوكليوتيد أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، أو ATP ، هو عملة الطاقة القياسية للخلية التي تمكّن العملية. النيوكليوتيدات نوع من الحمض النووي. يتم نقل الجزيئات الكبيرة والمعقدة وغير القابلة للذوبان في الدهون ، مثل سكريات الجلوكوز والبروتينات ، بواسطة أنظمة النقل النشطة. تحافظ الأنظمة على التوازن الأسموزي وتمنع الخلية من الانفجار عن طريق امتصاص الكثير من الماء.