Varför är diffusion viktigt för en cells liv?

En cells omgivande plasmamembran fungerar som en barriär för de flesta molekyler, särskilt de som är farliga för cellens liv. Membranet möjliggör passage av fördelaktiga material genom diffusionsprocessen. Utvecklingen av cellulär diffusion gör att celler kan spärra sig från och interagera differentiellt med sin närmaste miljö.

För att genomföra de dagliga aktiviteterna i det dagliga livet måste alla celler överföra viktiga joner och små molekyler över halvgenomträngliga plasmamembran. Joner är atomer eller molekyler med en netto positiv eller negativ laddning. För att uppfylla livskraven byter celler ut gaser, såsom syre och koldioxid; utsöndra avfallsprodukter; och ta in partiklar av mat, vatten och mineraler. Utbytet sker mellan den inre cellen och dess omgivande extracellulära vätska.

Levande celler har utvecklat ett membran för att stänga av och innehålla dess inre organiska kemikalier, medan de selektivt endast tillåter essentiella atomer och enkla föreningar att korsa fram och tillbaka. Enligt standard lipid tvåskiktsmodell är fettsyrorna som kallas fosfolipider och glykolipider huvudkomponenterna i cellulära membran. Andra element i membranen är kolesterol, proteiner och kolhydrater. Lipid-dubbelskiktet är ogenomträngligt för de flesta katjoner eller negativa joner och anjoner eller positiva joner.

Diffusion är en process där molekyler och joner rör sig naturligt från en intracellulär region med hög koncentration till ett område med lägre koncentration, eller vice versa. Diffusion inträffar spontant utan energiförbrukning av cellen i ett förfarande som kallas passiv transport. Molekylerna migrerar över den cellulära koncentrationsgradienten tills ett jämviktstillstånd uppnås. Osmos är en typ av diffusion som involverar passage av vatten in i och ut ur cellen.

Celler förbrukar energi för att aktivt transportera molekyler mot den relativa koncentrationsgradienten. Aktiv transport, eller underlättad diffusion, tvingar joner och molekyler genom cellens membran. Nukleotid adenosintrifosfat, eller ATP, är cellens standardenergivaluta som möjliggör processen. Nukleotider är en typ av nukleinsyra. Stora, komplexa, icke-lipidlösliga molekyler, såsom glukossocker och proteiner, flyttas av aktiva transportsystem. Systemen upprätthåller osmotisk balans och förhindrar att cellen exploderar genom att ta in för mycket vatten.