ทำไมการแพร่กระจายจึงมีความสำคัญต่อชีวิตของเซลล์?

พลาสมาเมมเบรนรอบ ๆ เซลล์ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันโมเลกุลส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เป็นอันตรายต่อชีวิตของเซลล์ เมมเบรนช่วยให้วัสดุที่เป็นประโยชน์ผ่านกระบวนการแพร่ วิวัฒนาการของการแพร่กระจายของเซลล์ทำให้เซลล์สามารถปิดล้อมตัวเองจากและโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมในทันทีที่แตกต่างกันได้

เพื่อดำเนินกิจกรรมประจำวันในชีวิตประจำวัน เซลล์ทั้งหมดต้องถ่ายโอนไอออนที่จำเป็นและโมเลกุลขนาดเล็กผ่านเยื่อหุ้มพลาสมาแบบกึ่งซึมผ่านได้ ไอออนคืออะตอมหรือโมเลกุลที่มีประจุบวกหรือลบสุทธิ เพื่อตอบสนองความต้องการของชีวิต เซลล์แลกเปลี่ยนก๊าซ เช่น ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ขับถ่ายของเสีย และรับอนุภาคอาหาร น้ำ และแร่ธาตุ การแลกเปลี่ยนเกิดขึ้นระหว่างเซลล์ชั้นในกับของเหลวนอกเซลล์ที่อยู่รอบๆ

เซลล์ที่มีชีวิตได้พัฒนาเมมเบรนเพื่อกั้นขวางและมีสารเคมีอินทรีย์อยู่ภายใน ในขณะที่คัดเลือกเฉพาะอะตอมและสารประกอบที่จำเป็นเท่านั้นที่จะข้ามไปมาได้ ตามแบบจำลองลิพิดไบเลเยอร์มาตรฐาน กรดไขมันที่เรียกว่าฟอสโฟลิปิดและไกลโคลิปิดเป็นส่วนประกอบหลักของเยื่อหุ้มเซลล์ องค์ประกอบอื่นๆ ของเยื่อหุ้มเซลล์ ได้แก่ คอเลสเตอรอล โปรตีน และคาร์โบไฮเดรต ไขมันไบเลเยอร์ไม่สามารถซึมผ่านได้กับไอออนบวกหรือไอออนลบและแอนไอออนหรือไอออนบวก

การแพร่กระจายเป็นกระบวนการที่โมเลกุลและไอออนเคลื่อนที่ตามธรรมชาติจากบริเวณภายในเซลล์ที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า หรือในทางกลับกัน การแพร่กระจายเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติโดยไม่ต้องใช้พลังงานจากเซลล์ในกระบวนการที่เรียกว่าการขนส่งแบบพาสซีฟ โมเลกุลจะย้ายข้ามระดับความเข้มข้นของเซลล์จนกว่าจะถึงสภาวะสมดุล ออสโมซิสเป็นประเภทของการแพร่กระจายที่เกี่ยวข้องกับการผ่านของน้ำเข้าและออกจากเซลล์

เซลล์ใช้พลังงานเพื่อขนส่งโมเลกุลอย่างแข็งขันกับการไล่ระดับความเข้มข้นสัมพัทธ์ การขนส่งแบบแอคทีฟหรือการแพร่กระจายแบบอำนวยความสะดวก บังคับไอออนและโมเลกุลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ นิวคลีโอไทด์อะดีโนซีนไตรฟอสเฟตหรือ ATP เป็นสกุลเงินพลังงานมาตรฐานของเซลล์ที่เปิดใช้งานกระบวนการ นิวคลีโอไทด์เป็นกรดนิวคลีอิกชนิดหนึ่ง โมเลกุลขนาดใหญ่ ซับซ้อน ที่ละลายไม่ได้ในไขมัน เช่น น้ำตาลกลูโคสและโปรตีน ถูกเคลื่อนย้ายโดยระบบขนส่งที่ทำงานอยู่ ระบบรักษาสมดุลออสโมติกและป้องกันไม่ให้เซลล์ระเบิดโดยการรับน้ำมากเกินไป