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Una cellula che circonda la membrana plasmatica funge da barriera per la maggior parte delle molecole, in particolare quelle pericolose per la vita della cellula. La membrana consente il passaggio di materiali benefici attraverso il processo di diffusione. L'evoluzione della diffusione cellulare consente alle cellule di isolarsi e interagire in modo differenziato con il loro ambiente immediato.
Importanza
Per condurre le attività quotidiane della vita quotidiana, tutte le cellule devono trasferire ioni essenziali e piccole molecole attraverso membrane plasmatiche semipermeabili. 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; espellere i rifiuti; e assorbire 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 evoluto una membrana per recintare e contenere i suoi prodotti chimici organici interni, consentendo in modo selettivo di attraversare avanti e indietro solo atomi essenziali e composti semplici. Secondo il modello doppio strato lipidico standard, 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 spostano naturalmente da una regione intracellulare di alta concentrazione a un'area di concentrazione più bassa, 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 rispetto al gradiente di concentrazione relativo. Il trasporto attivo o la diffusione facilitata forza gli ioni e le molecole attraverso la membrana cellulare. Il nucleotide adenosina trifosfato, o ATP, è la valuta energetica standard delle cellule che consente il processo. I nucleotidi sono un tipo di acido nucleico. Le molecole grandi, complesse, non lipidiche solubili, come gli zuccheri e le proteine del glucosio, sono mosse da sistemi di trasporto attivo. I sistemi mantengono l'equilibrio osmotico e impediscono l'esplosione della cellula assorbendo troppa acqua.