Околната плазматична мембрана на клетката действа като бариера за повечето молекули, особено тези, които са опасни за живота на клетката. Мембраната позволява преминаване на полезни материали в процеса на дифузия. Еволюцията на клетъчната дифузия позволява на клетките да се отделят и да взаимодействат диференцирано с непосредствената си среда.
Значение
За да извършват ежедневните дейности в ежедневието, всички клетки трябва да прехвърлят основни йони и малки молекули през полупропускливи плазмени мембрани. Йоните са атоми или молекули с нетен положителен или отрицателен заряд. За да изпълнят изискванията на живота, клетките обменят газове, като кислород и въглероден диоксид; отделят отпадъчни продукти; и приемайте частици храна, вода и минерали. Обменът се осъществява между вътрешната клетка и заобикалящата я извънклетъчна течност.
Клетъчни мембрани
Живите клетки са развили мембрана, за да се оградят и да съдържат вътрешните органични химикали, като същевременно селективно позволяват само основни атоми и прости съединения да преминават напред и назад. Според стандартния модел на двуслойни липидни мастни киселини, наречени фосфолипиди и гликолипиди, са основните компоненти на клетъчните мембрани. Други елементи на мембраните са холестеролът, протеините и въглехидратите. Липидният двуслой е непропусклив за повечето катиони, или отрицателни йони, и аниони, или положителни йони.
Дифузия
Дифузията е процес, при който молекулите и йоните се движат естествено от вътреклетъчната област с висока концентрация към зона с по-ниска концентрация или обратно. Дифузията възниква спонтанно, без изразходването на енергия от клетката в процедура, известна като пасивен транспорт. Молекулите мигрират през градиента на клетъчната концентрация, докато се достигне състояние на равновесие. Осмозата е вид дифузия, включваща преминаването на вода в и извън клетката.
Активен транспорт
Клетките изразходват енергия за активен транспорт на молекули спрямо относителния градиент на концентрация. Активният транспорт или улеснена дифузия принуждава йони и молекули през мембраната на клетката. Нуклеотидът аденозин трифосфат или АТФ е стандартната енергийна валута на клетката, позволяваща процеса. Нуклеотидите са вид нуклеинова киселина. Големи, сложни, нелипидно разтворими молекули, като глюкозни захари и протеини, се преместват от активни транспортни системи. Системите поддържат осмотичен баланс и предотвратяват експлозията на клетката, като поемат твърде много вода.