Hvorfor er diffusjon viktig for livet til en celle?

En celles omkringliggende plasmamembran fungerer som en barriere for de fleste molekyler, spesielt de som er farlige for cellens liv. Membranen tillater gjennomføring av gunstige materialer ved diffusjonsprosessen. Utviklingen av cellulær diffusjon gjør at celler kan sperre seg av og interagere forskjellig med deres nærmeste miljø.

For å kunne utføre de daglige aktivitetene i det daglige livet, må alle celler overføre essensielle ioner og små molekyler over semi-permeable plasmamembraner. Ioner er atomer eller molekyler med en netto positiv eller negativ ladning. For å oppfylle livets krav bytter celler ut gasser, slik som oksygen og karbondioksid; skille ut avfallsprodukter; og ta inn partikler av mat, vann og mineraler. Utvekslingen skjer mellom den indre cellen og den omkringliggende ekstra-cellulære væsken.

Levende celler har utviklet en membran for å gjerde av og inneholde dets indre organiske kjemikalier, mens de selektivt tillater bare essensielle atomer og enkle forbindelser å krysse frem og tilbake. I henhold til standard lipid dobbeltlagsmodell er fettsyrene kalt fosfolipider og glykolipider hovedkomponentene i cellulære membraner. Andre elementer i membranene er kolesterol, proteiner og karbohydrater. Lipid-dobbeltlaget er ugjennomtrengelig for de fleste kationer, eller negative ioner, og anioner, eller positive ioner.

Diffusjon er en prosess der molekyler og ioner beveger seg naturlig fra en intracellulær region med høy konsentrasjon til et område med lavere konsentrasjon, eller omvendt. Diffusjon skjer spontant uten at cellen bruker energi i en prosedyre kjent som passiv transport. Molekylene vandrer over den cellulære konsentrasjonsgradienten til en tilstand av likevekt er nådd. Osmose er en type diffusjon som involverer passering av vann inn i og ut av cellen.

Celler bruker energi på å aktivt transportere molekyler mot den relative konsentrasjonsgradienten. Aktiv transport, eller forenklet diffusjon, tvinger ioner og molekyler gjennom cellens membran. Nukleotid adenosintrifosfat, eller ATP, er cellens standard energivaluta som muliggjør prosessen. Nukleotider er en type nukleinsyre. Store, komplekse, ikke-lipidløselige molekyler, slik som glukosesukker og proteiner, beveges av aktive transportsystemer. Systemene opprettholder osmotisk balanse og forhindrer at cellen eksploderer ved å ta inn for mye vann.