Miksi diffuusio on tärkeää solun elämälle?

Solun ympäröivä plasmakalvo toimii esteenä useimmille molekyyleille, etenkin sellaisille, jotka ovat vaarallisia solun elämälle. Kalvo sallii hyödyllisten materiaalien kulkeutumisen diffuusion avulla. Solun diffuusion kehitys antaa soluille mahdollisuuden eristää itsensä välittömästä ympäristöstään ja olla vuorovaikutuksessa sen kanssa.

Päivittäisen elämän päivittäisen toiminnan suorittamiseksi kaikkien solujen on siirrettävä välttämättömiä ioneja ja pieniä molekyylejä puoliläpäisevien plasmakalvojen läpi. Ionit ovat atomeja tai molekyylejä, joilla on positiivinen tai negatiivinen nettovaraus. Elämän vaatimusten täyttämiseksi solut vaihtavat kaasuja, kuten happea ja hiilidioksidia; erittää jätteet; ja ota sisään ruoan, veden ja mineraalien hiukkasia. Vaihto tapahtuu sisemmän solun ja sitä ympäröivän solun ulkopuolisen nesteen välillä.

Elävät solut ovat kehittäneet membraanin erottamaan ja sisällyttämään sen sisäiset orgaaniset kemikaalit, samalla kun sallivat valikoivasti vain välttämättömien atomien ja yksinkertaisten yhdisteiden risteämisen edestakaisin. Tavallisen lipidikaksoismallin mukaan rasvahapot, joita kutsutaan fosfolipideiksi ja glykolipideiksi, ovat solukalvojen pääkomponentit. Muita kalvojen osia ovat kolesteroli, proteiinit ja hiilihydraatit. Kaksinkertainen lipidikerros on läpäisemätön useimmille kationeille tai negatiivisille ioneille ja anioneille tai positiivisille ioneille.

Diffuusio on prosessi, jossa molekyylit ja ionit siirtyvät luonnollisesti korkean konsentraation solunsisäiseltä alueelta pienemmän konsentraation alueelle tai päinvastoin. Diffuusio tapahtuu spontaanisti ilman solun energiankulutusta prosessissa, joka tunnetaan nimellä passiivinen kuljetus. Molekyylit kulkeutuvat solupitoisuusgradientin poikki, kunnes saavutetaan tasapainotila. Osmoosi on eräänlainen diffuusio, johon sisältyy veden kulkeutuminen soluun ja ulos solusta.

Solut kuluttavat energiaa kuljettamaan molekyylejä aktiivisesti suhteellista pitoisuusgradienttia vastaan. Aktiivinen kuljetus tai helpotettu diffuusio pakottaa ionit ja molekyylit solun kalvon läpi. Nukleotidiadenosiinitrifosfaatti tai ATP on solun normaali energiavaluutta, joka mahdollistaa prosessin. Nukleotidit ovat eräänlainen nukleiinihappo. Suuria, monimutkaisia, ei-lipidiliukoisia molekyylejä, kuten glukoosisokereita ja proteiineja, siirretään aktiivisilla kuljetusjärjestelmillä. Järjestelmät ylläpitävät osmoottista tasapainoa ja estävät solua räjähtämästä ottamalla liikaa vettä.