En basit hücre çeşidi bile insanın şimdiye dek – değil ürettiği- düşünebildiği herhangi bir makineden hayal edilemeyecek kadar karmaşık bir “mekanizmaya” sahiptir.
Prof. William Thorpe
Herhangi bir sebeple kana karışan bir madde, hücre zarına geldiği zaman hemen hücre içine giremez. Büyüklüğüne, kimyasal özelliklerine, faydalı veya zararlı oluşuna göre farklı şekillerde karşılanır. Tıpkı bir ülkenin kapısındaki gümrük kontrolleri gibi hücreye giriş yapacak bir madde de sıkı bir kontrole tabi tutulur. Gelen, yabancı bir madde ise kimlik tespiti yapılır ve güvenliği tehdit ettiğine karar verilirse sınır dışı bırakılır. Fakat kimi maddelerin giriş-çıkışı -bir ülkenin kendi vatandaşlarına uyguladığı kolaylık gibi- kolaylaştırılmıştır. Bu maddeler, ciddi önlemlere tabi tutulmadan rahatlıkla hücreye girip çıkarlar. Hatta kimi maddelerin -tıpkı özel pasaport sahibi vatandaşlar gibi- hücreye özel giriş yetkisi vardır. Kısacası hücre zarına gelen maddeler kimliklerine göre çeşitli uygulamalarla karşılaşırlar.
Bir maddenin hücre zarından geçebilmesi -hücre zarının maddesi ile "karışabilmesi"- için yağda çözünebilir olması gerekir. Nasıl ki sıvı yağı su ile karıştırmayı ne kadar denersek deneyelim başaramazsak, benzer şekilde yağda çözünmeyen bir madde de hücre zarına karışamaz. Yağda çözünemeyen maddelerin geçişi için ise özel bir yöntem uygulanır. Bu moleküllerin geçişinde hücre zarında bulunan proteinler rol oynar. Böylece yağ içinde çözünür olmayan birçok madde, bu sorunun üstesinden gelinerek hücre içine alınır.
Kimi moleküller de hücre zarından içeri girerken, büyüklüklerinden dolayı zardan tek başlarına geçemezler. Bu durumda kanal proteinleri ve taşıyıcı proteinler zardan geçmesine izin verdikleri molekül ve iyonların hücre içine taşınmasına yardımcı olurlar. Hücre zarı proteinlerinin hangi maddeleri taşıyacakları bellidir ve taşıyacakları maddenin seçiminde son derece titiz davranırlar. Örneğin şekeri taşıyan sistem, amino asiti taşımaz. Taşıyıcı protein, iki molekülü, biçimlerinden ve atom sayılarından ayırt eder. Örneğin aynı atom sayısını ve kimyasal grupları taşıyan iki molekülden birisinin molekül biçiminde en ufak bir geometrik değişiklik olsa, taşıyıcı sistem bunu ayırt eder ve o molekülü taşımaz.34
Şimdi şöyle bir düşünelim... Bir taşıyıcı ya da kanal proteinin bir başka molekülün kimyasal formülünü bilmesi, onu, atom sayılarından ayırt etmesi nasıl mümkün olabilir? Akıl ve şuurdan yoksun bir protein hücrenin faydasına olacak bu sorumluluğu kendi kendine nasıl edinmiştir? Bu proteinlerin kendi kendilerine iş bölümü yapıp hücreye faydalı molekülleri tanımaları, onları hücre içine almak için taşıma görevi edinmeleri ya da tesadüf eseri bu sorumluluklarını eksiksiz olarak yerine getirmeleri elbetteki mümkün değildir. Aklı ve vicdanı açık herkes, tüm bu detaylarda Allah'ın gücünün ve sonsuz ilmininin tecelli ettiğini takdir edecektir.
Önceki bölümde anlattığımız hücre zarının özel çift katlı lipit yapısı sayesinde, hücre içi ve dışı sıvılar birbirleriyle karışmaz. Hücrenin dışındaki sıvılarda sodyum miktarı fazla, potasyum miktarı ise azdır. Bu durumun tam tersi de hücre içi sıvısı için geçerlidir. Aynı şekilde hücre dışı sıvıda klorür iyonu fazla olmasına karşılık, hücre içi sıvı çok az miktarda klorür içerir. Ayrıca hücre içi sıvıda fosfatlar ve proteinler hücre dışı sıvıdan dikkat çekici şekilde daha yoğundur. Bunun gibi birçok farklılık hücrenin yaşamı için çok önemlidir. Tüm bu dengeler hücre zarındaki taşıma mekanizmalarını şekillendiren unsurlardır.
Hücre zarından madde alış verişi, hücrenin enerji kullanıp kullanmamasına göre başlıca iki şekilde olur: