Плазматическая мембрана, окружающая клетку, действует как барьер для большинства молекул, особенно тех, которые опасны для жизни клетки. Мембрана обеспечивает прохождение полезных материалов в процессе диффузии. Эволюция клеточной диффузии позволяет клеткам изолироваться от своего ближайшего окружения и по-разному взаимодействовать с ним.
Важность
Чтобы вести повседневную деятельность в повседневной жизни, все клетки должны переносить важные ионы и небольшие молекулы через полупроницаемые плазматические мембраны. Ионы - это атомы или молекулы с суммарным положительным или отрицательным зарядом. Чтобы удовлетворить потребности жизни, клетки обмениваются газами, такими как кислород и углекислый газ; выделять отходы жизнедеятельности; и впитывать частицы пищи, воды и минералов. Обмен происходит между внутренней клеткой и окружающей ее внеклеточной жидкостью.
Клеточные мембраны
Живые клетки развили мембрану, которая отгораживает и удерживает внутренние органические химические вещества, избирательно позволяя перемещаться туда и обратно только основным атомам и простым соединениям. Согласно стандартной модели липидного бислоя, жирные кислоты, называемые фосфолипидами и гликолипидами, являются основными компонентами клеточных мембран. Другие элементы мембран - холестерин, белки и углеводы. Липидный бислой непроницаем для большинства катионов, или отрицательных ионов, и анионов, или положительных ионов.
Диффузия
Диффузия - это процесс, при котором молекулы и ионы естественным образом перемещаются из внутриклеточной области с высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией или наоборот. Диффузия происходит спонтанно без затрат энергии клеткой в процессе, известном как пассивный транспорт. Молекулы перемещаются через клеточный градиент концентрации, пока не будет достигнуто состояние равновесия. Осмос - это тип диффузии, при которой вода проникает в клетку и выходит из нее.
Активный транспорт
Клетки расходуют энергию на активный перенос молекул против градиента относительной концентрации. Активный транспорт или облегченная диффузия заставляет ионы и молекулы проходить через клеточную мембрану. Нуклеотид-аденозинтрифосфат, или АТФ, является стандартной энергетической валютой клетки, обеспечивающей этот процесс. Нуклеотиды - это разновидность нуклеиновой кислоты. Большие, сложные, не растворимые в липидах молекулы, такие как сахара и белки глюкозы, перемещаются активными транспортными системами. Системы поддерживают осмотический баланс и предотвращают взрыв клетки из-за слишком большого количества воды.