Diffusion: Hvad er det? & Hvordan sker det?

Diffusion, i biokemi, henviser til en af mange processer, hvor molekyler kan bevæge sig ind og ud af celler gennem plasmamembranen eller krydse membraner i cellen, såsom den nukleare membran eller membran, der omslutter mitokondrier.

Tænk på diffusion som en "drivende" bevægelse. Mens det henviser til en tilfældig og ustyret proces, og en, der ikke kræver et input af energi, følger det en regel: Partikler bevæger sig fra områder med højere koncentration til områder med lavere koncentration, selvom individuelle molekyler frit kan bevæge sig i alle vejledning.
Forstå kemiske gradienter

Hvad betyder det for noget at flytte fra et område med høj koncentration til et med lav koncentration? For det første er det nødvendigt at vide, hvad "koncentration" betyder i denne sammenhæng. Oftest refererer koncentrationen til antallet af molekyler pr. Volumenhed (f.eks. Milliliter eller ml).

Tænk på, hvad der sker, når du tager en drink appelsinsaft fra flasken eller kartonen. Chancerne er store, at du opfatter drikken som sød, fordi den høje koncentration af sukker i saften overstiger væskerne i dit system.

Hvis du imidlertid blander saften med almindeligt vand, så den resulterende opløsning indeholder 10 dele vand til hver 1 del juice, vent et par minutter, og tag en anden slurk. Du vil opfatte væsken som fortyndet, fordi den nu er i lavere koncentration - mindre koncentreret, i hvert fald end din kropsvæsker.

Fordi sukkermolekylerne i saften har en tendens til at blandes med vandmolekylerne, indtil koncentrationen af sukker er lig i hele opløsningen, siges det, at diffusion forekommer i ligevægtsretningen.

Det er vigtigt at ligevægt betyder ikke en ophør med molekylbevægelse, men snarere at bevægelsen af molekylerne har nået et punkt med sand tilfældighed, fordi alle koncentrationsgradienter er blevet fjernet.
Processen med diffusion -

Mens nogle stoffer simpelt kan diffus på tværs af cel l-membraner, når koncentrationsgradienten favoriserer dette, andre er for store til at gøre det mellem phospholipidmolekylerne i membranen, eller de bærer en netto elektrisk ladning, der modsætter sig deres bevægelse.

Plasmamembranen er således en em > semipermeabel membran
: Små, uladede molekyler som vand (H2O) og kuldioxid (CO2) kan simpelthen slynge igennem, mens andre har brug for hjælp eller ikke er i stand til at krydse membranen direkte.

Enkel diffusion
er præcis, hvordan det lyder - molekylers bevægelse over en membran ned ad en koncentrationsgradient, som om membranen faktisk ikke var der. I lettet
diffusion
bevæger imidlertid stoffer såsom ioner
(ladede partikler) sig ned ad en koncentrationsgradient, men de skal også krydse membranen gennem specialiserede transportkanaler
lavet af protein.

Diffusion har en tendens til at fortsætte, indtil ligevægtskoncentration er nået. På dette tidspunkt har molekyler en tendens til kun at forlade regionen ved aktive transportmekanismer, der er drevet af ATP, eller adenosintriphosphat - cellernes "energivaluta".
Fordele og ulemper ved diffusion -

På plussiden, " sammenlignet med andre former for transport, da den ikke kræver energi. Dette er et stort aktiv, da effektivitet er enormt ønskværdigt i biologiske systemer og energi, ligesom i den "makro" verden, er ved en præmie.

Ulempen med diffusion er, at det åbenbart er utilstrækkeligt til at bevæge sig stoffer op i en koncentrationsgradient, og det er ikke svært at forestille sig et scenarie, hvor molekyler er nødvendige 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, som kun en investering af ATP kan overvinde. Dette gøres ved hjælp af membranpumper, der konstant bekæmper tidevandet i den elektrokemiske gradient, der er imod deres arbejde.