Difúze, v biochemie, označuje jeden z mnoha procesů, kterými se molekuly mohou plazmou pohybovat do a z buněk membrána nebo křížové membrány uvnitř buňky, jako je jaderná membrána nebo membrána, která obklopuje mitochondrie.
Představte si difúzi jako „driftující“ pohyb. I když se jedná o náhodný a neřízený proces, který nevyžaduje vstup energie, řídí se jedním pravidlem: částice se pohybují z oblastí s vyšší koncentrací do oblastí s nižší koncentrací, i když se jednotlivé molekuly mohou volně pohybovat všemi směry.
Porozumění chemickým přechodům
Co to znamená, že se něco přesune z oblasti s vysokou koncentrací do oblasti s nízkou koncentrací? Nejprve je nutné vědět, co v této souvislosti znamená „koncentrace“. Koncentrace se většinou týká počtu molekul na jednotku objemu (např. Mililitrů nebo ml).
Pomyslete na to, co se stane, když vypijete pomerančový džus z láhve nebo kartonu. Je pravděpodobné, že nápoj vnímáte jako sladký, protože vysoká koncentrace cukru ve šťávě převyšuje hladinu tekutin ve vašem systému.
Pokud však šťávu smícháte s čistou vodou tak, aby výsledný roztok obsahoval 10 dílů vody na každý 1 díl šťávy, počkejte několik minut a dejte si další doušek, tekutinu budete vnímat jako zředěnou, protože ta je nyní v nižší koncentraci - méně koncentrovaná, v každém případě než vaše tělo tekutiny.
Protože molekuly cukru ve šťávě mají tendenci se mísit s molekulami vody až do koncentrace cukru je v celém roztoku stejná, říká se, že k difúzi dochází ve směru rovnováha.
Důležité je, že rovnováha neznamená zastavení pohybu molekul, ale spíše to, že pohyb molekul dosáhl bodu skutečné náhodnosti, protože všechny koncentrační gradienty byly odstraněny.
Proces šíření
Zatímco některé látky mohou jednoduše difundovat napříč buněčné membrány když to zvýhodňuje koncentrační gradient, ostatní jsou příliš velcí, aby se dostali mezi molekuly fosfolipidů v membráně, nebo nesou čistý elektrický náboj, který je proti jejich pohybu.
Plazmatická membrána je tedy a Semipermeabilní membrána: Malé, nenabité molekuly, jako je voda (H2O) a oxid uhličitý (CO2), se mohou jednoduše klikatit, zatímco jiné vyžadují pomoc nebo nejsou schopny přímo projít membránou.
Jednoduchá difúze je to přesně to, co to zní - pohyb molekul přes membránu dolů po koncentračním gradientu, jako by tam membrána ve skutečnosti nebyla. v usnadněnodifúze, nicméně látky jako ionty (nabité částice) se pohybují dolů po koncentračním gradientu, ale také musí procházet přes membránu přes specializované transportní kanály vyrobeno z bílkovin.
Difúze má tendenci pokračovat, dokud není dosaženo rovnovážné koncentrace. V tomto bodě mají molekuly tendenci opouštět oblast pouze o aktivní transport mechanismy poháněné ATP, nebo adenosintrifosfát - „energetická měna“ buněk.
Klady a zápory šíření
Pozitivní je, že difúzní proces je ve srovnání s jinými formami dopravy „zdarma“, protože nevyžaduje energii. To je hlavní přínos vzhledem k tomu, že účinnost je nesmírně žádoucí v biologických systémech a energie, stejně jako v „makro“ světě, je prémiová.
Spodní strana difúze spočívá v tom, že je zjevně nedostatečné pro pohyb látek nahoru v koncentračním gradientu a není těžké si představit scénář, ve kterém jsou molekuly potřebné uvnitř buňky navzdory již vyšší koncentraci těchto látek uvnitř uvnitř než v mimo. Častěji musí být tyto látky přemisťovány přes elektrochemický gradient.
Jedná se o jinou fyzickou formu odporu, ale je možné ji překonat pouze investicí ATP. To se provádí pomocí membránových „čerpadel“, která neustále bojují proti přílivu elektrochemického gradientu, který je proti jejich práci.