Rakku ümbritsev plasmamembraan toimib takistusena enamusele molekulidele, eriti neile, mis on raku elule ohtlikud. Membraan võimaldab difusiooniprotsessi kaudu kasulikke materjale läbida. Rakulise difusiooni areng võimaldab rakkudel ennast ümbritseda ja vahetult ümbritsevast keskkonnast suhelda.
Tähtsus
Igapäevaelu igapäevaste tegevuste läbiviimiseks peavad kõik rakud kandma olulisi ioone ja väikesi molekule poolläbilaskvates plasmamembraanides. Ioonid on positiivse või negatiivse laenguga aatomid või molekulid. Elu nõuete täitmiseks vahetavad rakud gaase, näiteks hapnikku ja süsinikdioksiidi; väljutada jääkaineid; ning võta sisse toidu, vee ja mineraalide osakesi. Vahetus toimub sisemise raku ja seda ümbritseva rakuvälise vedeliku vahel.
Rakumembraanid
Elusrakud on välja töötanud membraani, et eraldada ja sisaldada selle sisemisi orgaanilisi kemikaale, võimaldades selektiivselt edasi-tagasi ristuda ainult olulistel aatomitel ja lihtsatel ühenditel. Kahekihilise lipiidide standardmudeli järgi on rakumembraanide peamised komponendid rasvhapped, mida nimetatakse fosfolipiidideks ja glükolipiidideks. Muud membraanide elemendid on kolesterool, valgud ja süsivesikud. Kahekihiline lipiidikiht on enamiku katioonide või negatiivsete ioonide ja anioonide või positiivsete ioonide jaoks läbitungimatu.
Difusioon
Difusioon on protsess, kus molekulid ja ioonid liiguvad looduslikult suure kontsentratsiooniga rakusisest piirkonnast madalama kontsentratsiooniga piirkonda või vastupidi. Difusioon toimub spontaanselt ilma raku energiakuluta protseduuris, mida nimetatakse passiivseks transpordiks. Molekulid migreeruvad raku kontsentratsiooni gradiendi ulatuses, kuni on saavutatud tasakaalu seisund. Osmoos on difusiooni tüüp, mis hõlmab vee liikumist rakku ja sealt välja.
Aktiivne transport
Rakud kulutavad energiat molekulide aktiivseks transportimiseks suhtelise kontsentratsiooni gradiendi vastu. Aktiivne transport ehk hõlbustatud difusioon sunnib ioone ja molekule läbi raku membraani. Nukleotiidadenosiinitrifosfaat ehk ATP on raku standardne valuuta, mis võimaldab protsessi. Nukleotiidid on teatud tüüpi nukleiinhapped. Suuri, keerukaid, lipiidides lahustumatuid molekule, nagu glükoosisuhkrud ja valgud, liigutatakse aktiivsete transpordisüsteemide abil. Süsteemid säilitavad osmootse tasakaalu ja takistavad raku plahvatamist, võttes liiga palju vett.