Садржај
Дифузија, у биохемији, односи се на један од многих процеса помоћу којих се молекули могу кретати у ћелију и ван ње кроз плазма мембрану или укрштане мембране унутар ћелије, као што је нуклеарна мембрана или мембрана која затвара митохондрије.
Размишљајте о дифузији као о "лебдећем" покрету. Иако се односи на случајни и необрађени процес, и онај који не захтева унос енергије, ипак следи једно правило: Честице се крећу од подручја веће концентрације до подручја ниже концентрације, чак и док се поједини молекули могу слободно кретати у свим правцима.
Разумевање хемијских градијената
Шта значи нешто прећи из региона високе концентрације у једно са ниском концентрацијом? Прво, потребно је знати шта у овом смислу значи "концентрација". Већину времена концентрација се односи на број молекула по јединици запремине (нпр. Милилитара или мл).
Замислите шта се дешава када попијете пиће сока од поморанџе из боце или картона. Вероватно је да пиће доживљавате као слатко, јер висока концентрација шећера у соку премашује концентрацију течности у вашем систему.
Међутим, ако помешате сок са обичном водом тако да добијени раствор садржи 10 делова воде на сваки сок од 1 дела, сачекајте неколико минута и попијте још један гутљај, приметићете да је течност разблажена, јер је сада у нижој концентрацији - мање концентрована, у сваком случају, од телесних течности.
Пошто се молекули шећера у соку често мешају са молекулима воде све док концентрација шећера не буде једнака у целој растворини, каже се да дифузија долази у правцу равнотеже.
Важно је да равнотежа не значи престанак кретања молекула, већ да је кретање молекула достигло тачку праве случајности јер су сви градијенти концентрације елиминисани.
Процес дифузије
Док неке супстанце могу просто дифундирати кроз ћелијске мембране када концентрација концентрације фаворизира то, друге су превелике да би се могле наћи између фосфолипидних молекула у мембрани или носе нето електрични набој који се супротставља њиховом кретању.
Тако је плазма мембрана а полупропустљиву мембрану: Мали, неиспрањени молекули, као што су вода (Х2О) и угљен диоксид (ЦО2), могу једноставно да се пробијају, док је другима потребна помоћ или нису у могућности да пређу мембрану у потпуности.
Једноставна дифузија управо тако звучи - кретање молекула кроз мембрану доле према концентрационом градијенту као да мембрана у ствари није тамо. Ин олакшано дифузијамеђутим, супстанце попут јони (наелектрисане честице) крећу се низ градијент концентрације, али такође морају прећи мембрану кроз специјализоване транспортни канали направљен од протеина.
Дифузија тежи док се не постигне равнотежна концентрација. У овом тренутку, молекули обично напуштају регион само активним транспортним механизмима које покреће АТП, или аденосин трифосфат - "енергетска валута" ћелија.
За и против дифузије
Са позитивне стране, поступак дифузије је "бесплатан" у поређењу с другим облицима транспорта јер не захтева енергију. Ово је главна предност с обзиром на то да је ефикасност изузетно пожељна у биолошким системима и енергија, баш као што је то случај и у свету макроа, је на врхунцу.
Доња страна дифузије је та да је очигледно недовољно да се супстанце померају према концентрационом градијенту и није тешко замислити сценарио у коме су молекули потребни у ћелији упркос већој концентрацији ових супстанци изнутра него у унутрашњости напољу. Чешће се такве материје морају померати преко електрохемијски градијент.
Ово је другачији физички облик отпора, али онај који само инвестиција АТП-а може превазићи. То се врши помоћу мембранских „пумпи“ које се непрекидно боре против плина електрохемијског градијента који се супротставља њиховом раду.