La membrana plasmatica circostante di una cellula funge da barriera alla maggior parte delle molecole, specialmente quelle che sono pericolose per la vita della cellula. La membrana consente il passaggio di materiali utili attraverso il processo di diffusione. L'evoluzione della diffusione cellulare consente alle cellule di separarsi e interagire in modo differenziale con il loro ambiente immediato.

Importanza

Per condurre le attività quotidiane della vita quotidiana, tutte le cellule deve trasferire ioni essenziali e piccole molecole attraverso membrane plasmatiche semi-permeabili. Gli ioni sono atomi o molecole con una carica netta positiva o negativa. Per soddisfare i requisiti della vita, le cellule scambiano gas, come ossigeno e anidride carbonica; eliminare i rifiuti prodotti; e prendere in particelle di cibo, acqua e minerali. Lo scambio avviene tra la cellula interna e il suo fluido extracellulare circostante.

Membrane cellulari

Le cellule viventi hanno sviluppato una membrana per recintare e contenere le sue sostanze chimiche organiche interne, mentre consente solo selettivamente atomi essenziali e composti semplici da attraversare avanti e indietro. Secondo il modello standard a doppio strato lipidico, gli acidi grassi chiamati fosfolipidi e glicolipidi sono i componenti principali delle membrane cellulari. Altri elementi delle membrane sono colesterolo, proteine ​​e carboidrati. Il doppio strato lipidico è impermeabile alla maggior parte dei cationi, o ioni negativi e anioni o ioni positivi.

Diffusione

La diffusione è un processo in cui molecole e ioni si muovono naturalmente da una regione intracellulare ad alta concentrazione a un'area di concentrazione inferiore o viceversa. La diffusione avviene spontaneamente senza il dispendio di energia da parte della cellula in una procedura nota come trasporto passivo. Le molecole migrano attraverso il gradiente di concentrazione cellulare fino a raggiungere uno stato di equilibrio. L'osmosi è un tipo di diffusione che coinvolge il passaggio dell'acqua dentro e fuori la cellula.

Trasporto attivo

Le cellule consumano energia per trasportare attivamente le molecole contro il relativo gradiente di concentrazione. Il trasporto attivo, o diffusione facilitata, forza gli ioni e le molecole attraverso la membrana cellulare. Il nucleotide adenosina trifosfato, o ATP, è la valuta energetica standard della cellula che consente il processo. I nucleotidi sono un tipo di acido nucleico. Le molecole solubili grandi, complesse e non lipidiche, come gli zuccheri e le proteine ​​del glucosio, sono mosse da sistemi di trasporto attivi. I sistemi mantengono l'equilibrio osmotico e impediscono alla cellula di esplodere assorbendo troppa acqua.