Sisältö
diffuusio"Biokemiassa" viittaa yhteen monista prosesseista, joilla molekyylit voivat liikkua soluihin ja ulos soluista plasmamembraanin tai solun poikkikalvojen, kuten ydinmembraanin tai mitokondrioita ympäröivän membraanin, kautta.
Ajattele diffuusio "ajelevaa" liikettä. Vaikka se viittaa satunnaiseen ja ohjaamattomaan prosessiin, joka ei vaadi energian syöttämistä, se noudattaa yhtä sääntöä: Hiukkaset liikkuvat korkeamman pitoisuuden alueista pienemmän pitoisuuden alueisiin, vaikka yksittäiset molekyylit voivat liikkua vapaasti kaikkiin suuntiin.
Kemiallisten gradienttien ymmärtäminen
Mitä tarkoittaa jonkin siirtyminen alueelta, jolla on korkea pitoisuus, alueelle, jolla on alhainen pitoisuus? Ensinnäkin on tiedettävä, mitä "keskittyminen" tarkoittaa tässä yhteydessä. Suurin osa ajasta, konsentraatio viittaa molekyylien lukumäärään tilavuusyksikköä kohti (esim. Millilitraa tai ml).
Ajattele mitä tapahtuu, kun otat juoman appelsiinimehua pullosta tai pahvista. On todennäköistä, että pidät juomaa makeana, koska mehussa suuri sokeripitoisuus ylittää järjestelmän nesteiden pitoisuuden.
Jos sekoitat mehua tavalliseen veteen siten, että tuloksena oleva liuos sisältää 10 osaa vettä jokaista 1 osaa mehua kohti, odota muutama minuutti ja ota toinen siemme, näet nesteen laimennettuna, koska sen pitoisuus on nyt pienempi - vähemmän keskittynyt, joka tapauksessa, kuin kehosi nesteet.
Koska mehussa olevat sokerimolekyylit yleensä sekoittuvat vesimolekyylien kanssa, kunnes sokeripitoisuus on sama koko liuoksessa, sanotaan, että diffuusio tapahtuu tasapainon suuntaan.
Tärkeää on, että tasapaino ei tarkoita molekyylin liikkeen lopettamista, vaan pikemminkin sitä, että molekyylien liike on saavuttanut todellisen satunnaisuuspisteen, koska kaikki pitoisuusgradientit on poistettu.
Diffuusioprosessi
Vaikka jotkin aineet voivat yksinkertaisesti diffundoitua solukalvojen läpi, kun konsentraatiogradientti suosii tätä, toiset ovat liian suuria, jotta ne voivat muodostaa sen membraanissa olevien fosfolipidimolekyylien väliin, tai ne sisältävät nettovarauksen, joka estää niiden liikkumista.
Plasmakalvo on siten a puoliläpäisevä kalvo: Pienet, lataamattomat molekyylit, kuten vesi (H2O) ja hiilidioksidi (CO2), voivat yksinkertaisesti pyöriä läpi, kun taas toiset tarvitsevat apua tai eivät pysty ylittämään kalvoa suoraan.
Yksinkertainen diffuusio on täsmälleen miltä se kuulostaa - molekyylien liikkuminen kalvon läpi pitoisuusgradientin alaspäin ikään kuin kalvoa ei olisi olemassa. Sisään helpotetaan diffuusiokuitenkin aineet kuten ionit (varautuneet hiukkaset) liikkuvat konsentraatiogradienttia alaspäin, mutta niiden on myös ylitettävä kalvo erikoistuneen läpi kuljetuskanavat valmistettu proteiinista.
Difuusio pyrkii jatkamaan, kunnes tasapainokonsentraatio on saavutettu. Tässä vaiheessa molekyyleillä on taipumus poistua alueelta vain ATP: n tai adenosiinitrifosfaatin - adenosiinitrifosfaatin - aktiivisen kuljetusmekanismin avulla - solujen "energiavaluuttana".
Edut ja haitat diffuusion
Plussapuolella diffuusioprosessi on "vapaa" verrattuna muihin kuljetusmuotoihin siinä mielessä, että se ei vaadi energiaa. Tämä on tärkeä voimavara, kun otetaan huomioon, että tehokkuus on erittäin toivottavaa biologisissa järjestelmissä ja energia, kuten "makro" -maailmassa, on huippuluokkaa.
Diffuusion alaosa on se, että aineiden siirtäminen pitoisuusgradientilla ylöspäin ei selvästikään riitä, eikä ole vaikea kuvitella skenaariota, jossa molekyylejä tarvitaan solun sisällä huolimatta näiden aineiden jo suuremmasta pitoisuudesta sisäpuolella kuin ulkopuolella. Useammin tällaiset aineet on siirrettävä yli sähkökemiallinen gradientti.
Tämä on erilainen fyysinen vastusmuoto, mutta sellainen, jonka vain ATP: n sijoitus voi voittaa. Tämä tehdään membraanipumppuilla, jotka taistelevat jatkuvasti heidän työstään sähkökemiallisen gradientin vuorovesillä.