Conţinut
difuziune, în biochimie, se referă la unul dintre numeroasele procedee prin care moleculele se pot deplasa în și din celule prin membrana plasmatică, sau membrii încrucișate din interiorul celulei, cum ar fi membrana nucleară sau membrana care închide mitocondrii.
Gândiți-vă la difuzie ca la o mișcare „în derivă”. În timp ce se referă la un proces aleatoriu și fără ghid, și unul care nu necesită o intrare de energie, aceasta respectă o regulă: Particulele se mișcă de la zone cu concentrație mai mare până la zone cu concentrație mai micăchiar dacă moleculele individuale sunt libere să se deplaseze în toate direcțiile.
Înțelegerea gradienților chimici
Ce înseamnă pentru ceva să treci de la o regiune cu concentrație mare la una cu concentrație scăzută? În primul rând, este necesar să știm ce înseamnă „concentrare” în această situație. De cele mai multe ori, concentrația se referă la numărul de molecule pe unitatea de volum (de exemplu, mililitri sau ml).
Gândiți-vă la ce se întâmplă când luați o băutură de suc de portocale din sticlă sau cutie. Este posibil să percepi băutura ca fiind dulce, deoarece concentrația mare de zahăr din suc o depășește pe cea a lichidelor din sistemul tău.
Cu toate acestea, dacă amestecați sucul cu apă simplă, astfel încât soluția rezultată să conțină 10 părți apă pentru fiecare 1 parte suc, așteptați câteva minute și mai luați o înghițitură, veți percepe lichidul ca fiind diluat, deoarece acum este la o concentrație mai mică. - mai puțin concentrat, în orice caz, decât fluidele corpului.
Deoarece moleculele de zahăr din suc tind să se amestece cu moleculele de apă până când concentrația de zahăr este egală în toată soluția, se spune că difuzarea are loc în direcția echilibrului.
Important este faptul că echilibrul nu înseamnă o încetare a mișcării moleculelor, ci mai degrabă că mișcarea moleculelor a atins un punct de adevărată aleatorie, deoarece au fost eliminați toți gradienții de concentrare.
Procesul de difuzie
În timp ce unele substanțe pot pur și simplu difuza între membranele celulare atunci când gradientul de concentrare favorizează acest lucru, altele sunt prea mari pentru a o face între moleculele fosfolipide din membrană sau au o sarcină electrică netă care se opune mișcării lor.
Membrana plasmatică este astfel a membrană semi-permeabilă: Molecule mici, neîncărcate, cum ar fi apa (H2O) și dioxidul de carbon (CO2) pot pur și simplu să meargă, în timp ce altele necesită ajutor sau nu sunt în măsură să traverseze membrana.
Difuzie simplă este exact cum sună - mișcarea moleculelor pe o membrană pe un gradient de concentrare ca și cum membrana ar fi, în realitate, nu acolo. În facilitat difuziunecu toate acestea, substanțe precum ionii (particulele încărcate) se deplasează în jos cu un gradient de concentrație, dar trebuie, de asemenea, să traverseze membrana prin specializate canale de transport format din proteine.
Difuzia tinde să se desfășoare până la atingerea concentrației de echilibru. În acest moment, moleculele tind să părăsească regiunea doar prin mecanisme de transport active alimentate de ATP sau adenozina trifosfat - „moneda energetică” a celulelor.
Pro și contra difuziei
Pe partea de plus, procesul de difuzie este „gratuit” în comparație cu alte forme de transport, prin faptul că nu necesită energie. Acesta este un atu major având în vedere că eficiența este enorm de dorit în sistemele biologice și energia, la fel ca în lumea „macro”, este la un nivel premium.
Partea inferioară a difuziei este că, în mod evident, este insuficientă deplasarea substanțelor în sus cu un gradient de concentrație și nu este dificil să se prevadă un scenariu în care moleculele sunt necesare în interiorul unei celule, în ciuda unei concentrații deja mai mari a acestor substanțe la interior decât la interior in afara. Mai des, astfel de substanțe trebuie să fie mutate într-o zonă gradient electrochimic.
Aceasta este o formă fizică diferită de rezistență, dar cea pe care numai o investiție de ATP o poate depăși. Aceasta se face folosind „pompe” de membrană care combate continuu valul gradientului electrochimic care se opune muncii lor.