Зашто је дифузија важна за живот ћелије?

Плазма мембрана ћелије која окружује делује као препрека већини молекула, посебно оних који су опасни по живот ћелије. Мембрана омогућава пролазак корисних материјала поступком дифузије. Еволуција ћелијске дифузије омогућава ћелијама да се одвоје од свог непосредног окружења и различито комуницирају са њим.

Да би могле да обављају свакодневне активности у свакодневном животу, све ћелије морају да пребаце есенцијалне јоне и мале молекуле преко полупропусних плазма мембрана. Јони су атоми или молекули са нето позитивним или негативним наелектрисањем. Да би испуниле животне захтеве, ћелије размењују гасове, попут кисеоника и угљен-диоксида; излучују отпадне производе; и узимају честице хране, воде и минерала. Размена се одвија између унутрашње ћелије и околне ванћелијске течности.

Живе ћелије су развиле мембрану како би се оградиле и садржале њене унутрашње органске хемикалије, док су селективно допустиле само основним атомима и једноставним једињењима да пролазе напред и назад. Према стандардном липидном двослојном моделу, масне киселине зване фосфолипиди и гликолипиди су главне компоненте ћелијских мембрана. Остали елементи мембране су холестерол, протеини и угљени хидрати. Липидни двослој је непропусан за већину катјона, или негативних јона, и ањона, или позитивних јона.

Дифузија је процес где се молекули и јони природно крећу из унутарћелијског региона високе концентрације у подручје ниже концентрације или обрнуто. Дифузија се јавља спонтано без трошења енергије од стране ћелије у поступку познатом као пасивни транспорт. Молекули мигрирају кроз ћелијски градијент концентрације док се не постигне стање равнотеже. Осмоза је врста дифузије која укључује пролазак воде у ћелију и из ње.

Ћелије троше енергију за активан транспорт молекула у односу на релативни градијент концентрације. Активни транспорт, или олакшана дифузија, присиљава јоне и молекуле кроз ћелијску мембрану. Нуклеотид аденозин трифосфат, или АТП, је стандардна ћелијска валута ћелије која омогућава процес. Нуклеотиди су врста нуклеинске киселине. Велики, сложени, нелипидно растворљиви молекули, попут шећера и протеина глукозе, покрећу се активним транспортним системима. Системи одржавају осмотску равнотежу и спречавају експлозију ћелије уношењем превише воде.