რატომ არის დიფუზია მნიშვნელოვანი უჯრედის ცხოვრებაში?

უჯრედის მიმდებარე პლაზმური მემბრანა ბარიერად მოქმედებს მოლეკულების უმეტესობისთვის, განსაკუთრებით უჯრედის სიცოცხლისათვის საშიში მათთვის. მემბრანა საშუალებას იძლევა სასარგებლო მასალების გავლა დიფუზიის პროცესით. უჯრედული დიფუზიის ევოლუცია საშუალებას აძლევს უჯრედებს, თავი აარიდონ და განსხვავებულად იმოქმედონ მათ უშუალო გარემოში.

ყოველდღიური ცხოვრების ყოველდღიური საქმიანობის განსახორციელებლად, ყველა უჯრედმა უნდა გადაიტანოს არსებითი იონები და მცირე მოლეკულები ნახევრად გამტარი პლაზმური მემბრანებით. იონები არის ატომები ან მოლეკულები, რომელთა წმინდა დადებითი ან უარყოფითი მუხტია. სიცოცხლის მოთხოვნების შესასრულებლად, უჯრედები გაცვლიან გაზებს, როგორიცაა ჟანგბადი და ნახშირორჟანგი; გამოიყოფა ნარჩენების პროდუქტები; და მიიღეთ საკვები, წყლისა და მინერალების ნაწილაკები. გაცვლა ხდება შიდა უჯრედსა და მის მიმდებარე უჯრედოვან სითხეში.

ცოცხალმა უჯრედებმა შეიმუშავეს მემბრანა, რომ შემოიკრიბოს და შეიცავდეს მის შინაგან ორგანულ ქიმიკატებს, ხოლო შერჩევით მხოლოდ აუცილებელ ატომებსა და მარტივ ნაერთებს გადაადგილება წინ და უკან. სტანდარტული ლიპიდური შრეების მოდელის მიხედვით, ცხიმოვანი მჟავები, რომლებსაც ფოსფოლიპიდები და გლიკოლიპიდები ეწოდება, უჯრედული მემბრანის ძირითადი კომპონენტებია. მემბრანის სხვა ელემენტებია ქოლესტერინი, ცილები და ნახშირწყლები. ლიპიდური ორსაფენიანი გაუვალია კათიონების, ან უარყოფითი იონების და ანიონების, ან დადებითი იონების უმეტესობისთვის.

დიფუზია არის პროცესი, როდესაც მოლეკულები და იონები ბუნებრივად გადადიან მაღალი კონცენტრაციის უჯრედშიდა რეგიონიდან ქვედა კონცენტრაციის არეზე, ან პირიქით. დიფუზია ხდება სპონტანურად უჯრედის მიერ ენერგიის დახარჯვის გარეშე, პასიური ტრანსპორტის სახელით ცნობილი პროცედურის დროს. მოლეკულები მიგრირებენ უჯრედული კონცენტრაციის გრადიენტზე, წონასწორობის მდგომარეობის მიღწევამდე. ოსმოსოსი არის დიფუზიის ტიპი, რომელიც მოიცავს წყლის გადასვლას უჯრედში და მის გარეთ.

უჯრედები ენერგიას ხარჯავენ მოლეკულების აქტიური ტრანსპორტირებისთვის ფარდობითი კონცენტრაციის გრადიენტის წინააღმდეგ. აქტიური ტრანსპორტირება ან გამარტივებული დიფუზია აიძულებს იონებს და მოლეკულებს უჯრედის მემბრანის გავლით. ნუკლეოტიდ ადენოზინტრიფოსფატი, ან ATP, არის უჯრედის სტანდარტული ენერგეტიკული ვალუტა, რომელიც საშუალებას აძლევს პროცესს. ნუკლეოტიდები არის ნუკლეინის მჟავის ტიპი. მსხვილი, რთული, არალიპიდში ხსნადი მოლეკულები, როგორიცაა გლუკოზის შაქრები და ცილები, აქტიური ტრანსპორტირების სისტემებით გადაადგილდება. სისტემები ინარჩუნებენ ოსმოსურ წონასწორობას და ხელს უშლიან უჯრედის აფეთქებას ძალიან ბევრი წყლის მიღებით.