Навколишня клітинна плазматична мембрана діє як бар'єр для більшості молекул, особливо тих, які небезпечні для життя клітини. Мембрана дозволяє проходити корисні матеріали в процесі дифузії. Еволюція клітинної дифузії дозволяє клітинам відгороджуватися від свого безпосереднього оточення та диференційовано взаємодіяти з ним.
Важливість
Для здійснення повсякденної діяльності у повсякденному житті всі клітини повинні переносити основні іони та малі молекули через напівпроникні плазматичні мембрани. Іони - це атоми або молекули з чистим позитивним або негативним зарядом. Для задоволення вимог життя клітини обмінюються газами, такими як кисень і вуглекислий газ; виділяють відходи; і приймати частинки їжі, води та мінералів. Обмін відбувається між внутрішньою клітиною та навколишньою позаклітинною рідиною.
Клітинні мембрани
Живі клітини створили мембрану, щоб відгородитись і утримувати свої внутрішні органічні хімічні речовини, при цьому вибірково пропускаючи лише важливі атоми та прості сполуки вперед і назад. Відповідно до стандартної моделі ліпідного бішару, жирні кислоти, звані фосфоліпідами та гліколіпідами, є основними компонентами клітинних мембран. Іншими елементами мембран є холестерин, білки та вуглеводи. Ліпідний бішар непроникний для більшості катіонів, або негативних іонів, і аніонів, або позитивних іонів.
Дифузія
Дифузія - це процес, коли молекули та іони рухаються природним шляхом з внутрішньоклітинної області високої концентрації в область меншої концентрації, або навпаки. Дифузія відбувається спонтанно, не витрачаючи клітиною енергії в процедурі, відомій як пасивний транспорт. Молекули мігрують через градієнт клітинної концентрації до досягнення стану рівноваги. Осмос - це тип дифузії, що включає проходження води в клітину та з неї.
Активний транспорт
Клітини витрачають енергію на активний транспорт молекул проти відносного градієнта концентрації. Активний транспорт, або полегшена дифузія, змушує іони та молекули крізь мембрану клітини. Нуклеотид аденозинтрифосфат, або АТФ, є стандартною енергетичною валютою клітини, що забезпечує процес. Нуклеотиди - це тип нуклеїнової кислоти. Великі, складні, неліпіднорозчинні молекули, такі як цукру та білки глюкози, переміщуються активними транспортними системами. Системи підтримують осмотичний баланс і запобігають вибуху клітини, забираючи занадто багато води.