La membrana plasmatica circostante di una cellula agisce come una barriera per la maggior parte delle molecole, specialmente quelle pericolose per la vita della cellula. La membrana consente il passaggio di materiali benefici mediante il processo di diffusione. L'evoluzione della diffusione cellulare consente alle cellule di isolarsi e interagire in modo differenziale con il loro ambiente immediato.
Importanza
Per condurre le attività quotidiane della vita quotidiana, tutte le cellule devono trasferire ioni essenziali e piccole molecole attraverso membrane plasmatiche semipermeabili. Gli ioni sono atomi o molecole con una carica netta positiva o negativa. Per soddisfare i requisiti della vita, le cellule scambiano gas, come ossigeno e anidride carbonica; espellere i prodotti di scarto; e assorbono particelle di cibo, acqua e minerali. Lo scambio avviene tra la cellula interna e il fluido extracellulare circostante.
Membrane cellulari
Le cellule viventi hanno evoluto una membrana per recintare e contenere le sue sostanze chimiche organiche interne, consentendo selettivamente solo agli atomi essenziali e ai composti semplici di attraversare avanti e indietro. Secondo il modello standard del doppio strato lipidico, gli acidi grassi chiamati fosfolipidi e glicolipidi sono i principali componenti delle membrane cellulari. Altri elementi delle membrane sono colesterolo, proteine e carboidrati. Il doppio strato lipidico è impermeabile alla maggior parte dei cationi, o ioni negativi, e anioni, o ioni positivi.
Diffusione
La diffusione è un processo in cui molecole e ioni si spostano naturalmente da una regione intracellulare ad alta concentrazione a un'area a bassa concentrazione, o viceversa. La diffusione avviene spontaneamente senza il dispendio di energia da parte della cellula in una procedura nota come trasporto passivo. Le molecole migrano attraverso il gradiente di concentrazione cellulare fino a raggiungere uno stato di equilibrio. L'osmosi è un tipo di diffusione che comporta il passaggio dell'acqua dentro e fuori la cellula.
Trasporto attivo
Le cellule consumano energia per trasportare attivamente le molecole contro il relativo gradiente di concentrazione. Il trasporto attivo, o diffusione facilitata, forza ioni e molecole attraverso la membrana cellulare. Il nucleotide adenosina trifosfato, o ATP, è la valuta energetica standard della cellula che consente il processo. I nucleotidi sono un tipo di acido nucleico. Molecole grandi, complesse e non liposolubili, come gli zuccheri del glucosio e le proteine, vengono mosse da sistemi di trasporto attivi. I sistemi mantengono l'equilibrio osmotico e impediscono alla cellula di esplodere assorbendo troppa acqua.
