Под проницаемостью понимают процесс прохождения веществ через биологические мембраны. Этот процесс в последнее время стали называть транспортом. Наиболее простым видом транспорта вещества в клетку является простая диффузия, когда вещества со сравнительно малыми размерами молекул (например, вода) проникают в клетку без образования соединений с химическими группами мембраны. Это так называемый пассивный вид транспорта веществ в клетку.

Пассивный вид транспорта через мембрану обусловлен градиентом концентраций. Проницаемость клеточной мембраны для веществ, которые перемещаются путем пассивного транспорта, зависит от размера и строения их молекул. Например, транспорт Сахаров зависит от их циклического строения, расположения Н⁺ и ОН^--групп, особенно у первого углеродного атома.

Согласно современным представлениям плазматическая мембрана представляет собой слой липидов, покрытый снаружи и изнутри белковыми молекулами. Полярные группы липидного слоя обращены в сторону поверхности раздела липид - вода; неполярные группы прилегают друг к другу. Неполярные группы белков направлены в сторону липидной фазы, а полярные обращены к водной фазе. Таким образом, скорость проникновения молекул через мембрану зависит от их гидрофильности или липофильности. Липофильная молекула, пройдя через белковый наружный слой, «растворяется» в липидном слое и беспрепятственно проникает через мембрану. В ином положении оказывается гидрофильная молекула: «подталкиваемая» полярными группами белковых слоев, она проникает сквозь них, но сталкивается с препятствием в виде неполярного липидного слоя.

Активный транспорт представляет собой перемещение веществ из окружающей среды в клетку и из клетки в окружающую среду против градиента концентрации. При активном транспорте заряженный ион должен переместиться против электрохимического градиента. Так, для поддержания внутри клетки низкой концентрации Na+ из нее натрий удаляется против градиента концентрации и против электрохимического градиента, так как мембрана клетки изнутри заряжена отрицательно, а снаружи - положительно. Такой транспорт всегда связан с затратой энергии, доставляемой для этого процесса АТФ, которая образуется при окислительном фосфорилировании в митохондриях.

Посредством активного переноса поступает внутрь клетки и удаляется из нее большое число разнообразных веществ.

Более сложный вид транспорта веществ через мембрану характеризуется образованием комплекса между данным веществом и специфическими веществами (ферментами, локализованными в мембране), так называемыми переносчиками. С наружной стороны мембраны образуется комплекс СХ (С-вещество, X - переносчик), который диффундирует к внутренней стороне, мембраны благодаря химическому градиенту и там распадается на X и С.

Полагают, что транспорт Сахаров и аминокислот из среды в клетку происходит через их специфическое взаимодействие с активными группами мембраны.

К ферментативным системам, специализированным на переносе веществ через клеточную мембрану, относятся пермеазы или транслоказы, которые локализированы внутри самой мембраны.

Фосфатаза, локализованная на поверхности цитоплазмы, принимает участие в проникновении в клетку фосфатов и глюкозы. Гексокиназа, катализирующая фосфорилирование глюкозы, расположена на внутренней стороне цитоплазмы. Проникновение сахарозы в клетку также связано с наличием на поверхности клеточной мембраны фермента инвертазы (B-фруктозидазы). Сахароза, вероятно, не проникает через цитоплазму, а гидролизуется инвертазой с образованием гексоз, которые используются дрожжевой клеткой для дальнейших биохимических превращений.

Вещества, войдя в протоплазму клетки и попадая на тот или иной ферментативный «конвейер», включаются в различные процессы обмена. Часть из них используется как энергетический источник или источник синтеза.

У бактериальных клеток цитоплазматическая мембрана так же, как и у дрожжей окружена наружной оболочкой. Микробная клетка, находясь в контакте с окружающей средой, обеспечивает себе жизнь, препятствуя вредным веществам проникать в клетку, адсорбируя питательные вещества и экскретируя продукты отхода. Основные положения метаболизма и проницаемости дрожжевой клетки в равной мере относятся и к бактериальной клетке.