Difusión, en bioquímica, se refiere a uno de los muchos procesos mediante los cuales las moléculas pueden entrar y salir de las células a través del plasma. membrana, o membranas cruzadas dentro de la célula, como la membrana nuclear o la membrana que encierra mitocondrias.
Piense en la difusión como un movimiento "a la deriva". Si bien se refiere a un proceso aleatorio y no guiado, y uno que no requiere una entrada de energía, sigue una regla: las partículas se mueven de áreas de mayor concentración a áreas de menor concentración, incluso cuando las moléculas individuales pueden moverse libremente en todas direcciones.
Comprensión de los gradientes químicos
¿Qué significa que algo se mueva de una región de alta concentración a una de baja concentración? Primero, es necesario saber qué significa "concentración" en este contexto. La mayoría de las veces, la concentración se refiere al número de moléculas por unidad de volumen (p. Ej., Mililitros o ml).
Piense en lo que sucede cuando toma un trago de jugo de naranja de la botella o cartón. Lo más probable es que perciba la bebida como dulce, porque la alta concentración de azúcar en el jugo excede la de los líquidos en su sistema.
Sin embargo, si mezcla el jugo con agua corriente para que la solución resultante contenga 10 partes de agua por cada 1 parte de jugo, espere unos minutos y tome otro sorbo, percibirá que el líquido está diluido, porque ahora está en una concentración más baja, menos concentrado, en cualquier caso, que su cuerpo fluidos.
Debido a que las moléculas de azúcar en el jugo tienden a mezclarse con las moléculas de agua hasta que la concentración de azúcar es igual en toda la solución, se dice que la difusión se produce en la dirección de equilibrio.
Es importante destacar que el equilibrio no significa un cese del movimiento de las moléculas, sino más bien que el movimiento de las moléculas ha alcanzado un punto de verdadera aleatoriedad porque todos gradientes de concentración han sido eliminados.
El proceso de difusión
Si bien algunas sustancias pueden simplemente difundirse a través membranas celulares cuando el gradiente de concentración lo favorece, otros son demasiado grandes para estar entre las moléculas de fosfolípidos de la membrana, o llevan una carga eléctrica neta que se opone a su movimiento.
La membrana plasmática es, por tanto, un membrana semipermeable: Las moléculas pequeñas, sin carga, como el agua (H2O) y el dióxido de carbono (CO2) pueden simplemente serpentear, mientras que otras necesitan ayuda o no pueden cruzar la membrana directamente.
Difusión simple es exactamente lo que parece: el movimiento de moléculas a través de una membrana en un gradiente de concentración como si la membrana, en efecto, no estuviera allí. En facilitadodifusión, sin embargo, sustancias como iones (partículas cargadas) se mueven hacia abajo en un gradiente de concentración, pero también deben cruzar la membrana a través de canales de transporte hecho de proteína.
La difusión tiende a continuar hasta que se alcanza la concentración de equilibrio. En este punto, las moléculas tienden a salir de la región solo por transporte activo mecanismos alimentados por ATP, o trifosfato de adenosina - la "moneda energética" de las células.
Pros y contras de la difusión
En el lado positivo, el proceso de difusión es "gratuito" en comparación con otras formas de transporte, ya que no requiere energía. Este es un activo importante dado que la eficiencia es enormemente deseable en los sistemas biológicos y la energía, al igual que en el mundo "macro", es una prima.
La desventaja de la difusión es que, obviamente, es insuficiente para mover sustancias hacia arriba en un gradiente de concentración, y no es difícil imaginarlo. un escenario en el que se necesitan moléculas dentro de una célula a pesar de una concentración ya mayor de estas sustancias en el interior que en el fuera de. Más a menudo, estas sustancias deben moverse a través de un gradiente electroquímico.
Esta es una forma física diferente de resistencia, pero es una que solo una inversión de ATP puede superar. Esto se hace mediante "bombas" de membrana que combaten continuamente la marea del gradiente electroquímico que se opone a su trabajo.