Diffusion: Hvad er det? & Hvordan sker det?

Diffusion i biokemi refererer til en af ​​mange processer, hvorved molekyler kan bevæge sig ind i og ud af celler gennem plasmamembranen eller krydse membraner i cellen, såsom nuklearmembranen eller membran, der omslutter mitokondrier.

Tænk på diffusion som en "drivende" bevægelse. Selvom det refererer til en tilfældig og ulydet proces, og en, der ikke kræver energiindgang, følger den en regel: Partikler flytter fra områder med højere koncentration til områder med lavere koncentration, selvom enkelte molekyler frit kan bevæge sig i alle retninger.
Forståelse af kemiske gradienter

Hvad betyder det for noget at flytte fra en region med høj koncentration til en lav koncentration? For det første er det nødvendigt at vide, hvad "koncentration" betyder i denne sammenhæng. Hovedparten af ​​tiden refererer koncentrationen til antallet af molekyler pr. Volumenmængde (f.eks. Milliliter eller ml).
Sciencing Video Vault
Opret den (næsten) perfekte beslag: Her er hvordan
Opret (næsten ) perfekt beslag: Her er hvordan

Tænk på hvad der sker, når du drikker appelsinsaft fra flasken eller kartonen. Chancerne er, at du opfatter drikken som sød, fordi den høje koncentration af sukker i saften overskrider væskens indhold i systemet. Men hvis du blander saften med rent vand, så den resulterende opløsning indeholder 10 dele vand for hver 1 del saft, vent et par minutter og tag en anden slurk, du vil opleve væsken som fortyndet, fordi den nu er ved lavere koncentration - Ikke mindst koncentreret, end din kropsvæske.

Fordi sukkermolekylerne i saften har tendens til at blande sig med vandmolekylerne, indtil koncentrationen af ​​sukker er lige i hele opløsningen, siges det, at diffusion forekommer i retning af ligevægt. Det er vigtigt, at ligevægt ikke betyder en ophør af molekylbevægelsen, men snarere at molekylernes bevægelse har nået et punkt med sand tilfældighed, fordi alle koncentrationsgradienter er blevet elimineret.
Diffusionsprocessen

Mens nogle stoffer kan simpelthen diffunderes over cellemembraner, når koncentrationsgradienten favoriserer dette, andre er for store til at gøre det mellem fosfolipidmolekylerne i membranen, eller de bærer en netto elektrisk ladning, der modsætter sig deres bevægelse. Plasmamembranet er således en semipermeabel membran
: Små, uchargede molekyler som vand (H2O) og kuldioxid (CO2) kan simpelthen meander videre, mens andre har brug for hjælp eller ikke er i stand til at krydse membranen direkte.

Enkel diffusion
er præcis, hvad det lyder som - bevægelsen af ​​molekyler over en membran ned en koncentrationsgradient, som om membranen faktisk ikke var der. I facilitated
diffusion
, men stoffer som ioner
(ladede partikler) bevæger sig nedad en koncentrationsgradient, men de skal også krydse membranen gennem specialiserede transportkanaler
lavet af protein.

Diffusion har tendens til at fortsætte, indtil der opnås ligevægtskoncentration. På dette tidspunkt har molekyler en tendens til at forlade regionen kun ved aktive transportmekanismer drevet af ATP eller adenosintrifosfat - "energiminalen" af celler.
Fordele og ulemper ved diffusion

På plussiden, diffusionsprocessen er "fri" i forhold til andre former for transport, idet den ikke kræver energi. Dette er et stort aktiv, da effektivitet er yderst ønskelig i biologiske systemer og energi, ligesom i den "makro" -verden, har en præmie.

Nedgangen i diffusion er det klart, at det ikke er nok at flytte stoffer op en koncentrationsgradient, og det er ikke svært at forestille sig et scenario, hvor der kræves molekyler inden i en celle på trods af en allerede højere koncentration af disse stoffer på indersiden end på ydersiden. Oftere skal sådanne stoffer flyttes over en elektrokemisk gradient
. Dette er en anden fysisk form for modstand, men det er en, der kun en investering i ATP kan overvinde. Dette gøres ved hjælp af membranpumper, der løbende bekæmper tidevandet i den elektrokemiske gradient, der modsætter sig deres arbejde.