Diffuusio, sisään biokemia, viittaa yhteen monista prosesseista, joilla molekyylit voivat liikkua soluihin ja soluista plasman kautta solun sisällä olevat kalvot tai ristikalvot, kuten ydinkalvo tai sulkeva kalvo mitokondrioita.
Ajattele diffuusio "ajautuvana" liikkeena. Vaikka se viittaa satunnaiseen ja ohjaamattomaan prosessiin, joka ei vaadi energian syöttämistä, se noudattaa yhtä sääntöä: Hiukkaset liikkuvat alueilta, joilla on korkeampi pitoisuus, pienemmillä, vaikka yksittäiset molekyylit voisivat liikkua vapaasti kaikkiin suuntiin.
Kemiallisten gradienttien ymmärtäminen
Mitä tarkoittaa se, että jokin siirtyy alueelta, jolla on suuri pitoisuus, alueelle, jolla on pieni pitoisuus? Ensinnäkin on tarpeen tietää, mitä "keskittyminen" tarkoittaa tässä yhteydessä. Suurin osa ajasta konsentraatio viittaa molekyylien määrään tilavuusyksikköä kohti (esim. Millilitraa tai ml).
Ajattele mitä tapahtuu, kun otat juoman appelsiinimehua pullosta tai pahvipakkauksesta. Mahdollisuudet ovat, että pidät juoman makeana, koska mehussa oleva korkea sokeripitoisuus ylittää järjestelmän nesteiden pitoisuuden.
Jos kuitenkin sekoitat mehun tavalliseen veteen siten, että saatu liuos sisältää 10 osaa vettä jokaista 1 mehua kohti, odota muutama minuutti ja ota toinen sippi, huomaat nesteen laimeaksi, koska se on nyt pienemmällä pitoisuudella - joka tapauksessa vähemmän keskittynyt kuin kehosi nesteitä.
Koska mehun sokerimolekyylit pyrkivät sekoittumaan vesimolekyylien kanssa pitoisuuteen saakka sokerin tasa on koko liuoksessa, sanotaan, että diffuusio tapahtuu tasapaino.
Tärkeää on, että tasapaino ei tarkoita molekyylin liikkeen lopettamista, vaan sitä, että molekyylien liike on saavuttanut todellisen satunnaisuuden pisteen, koska kaikki pitoisuusgradientit on eliminoitu.
Diffuusioprosessi
Jotkut aineet voivat yksinkertaisesti diffundoitua solukalvot kun pitoisuusgradientti suosii tätä, muut ovat liian suuria päästäkseen se kalvossa olevien fosfolipidimolekyylien väliin tai niillä on nettosähkövaraus, joka vastustaa niiden liikkumista.
Plasmakalvo on siten a puoliläpäisevä kalvo: Pienet, varauksettomat molekyylit, kuten vesi (H2O) ja hiilidioksidi (CO2), voivat yksinkertaisesti mutkia läpi, kun taas toiset tarvitsevat apua tai eivät pysty ylittämään kalvoa suoraan.
Yksinkertainen diffuusio on juuri se miltä se kuulostaa - molekyylien liike kalvon läpi pitoisuusgradienttia pitkin ikään kuin kalvoa ei itse asiassa olisi siellä. Sisään helpottaadiffuusiokuitenkin aineita, kuten ioneja (varatut hiukkaset) liikkuvat pitoisuusgradienttia pitkin, mutta niiden on myös ylitettävä kalvo erikoistuneiden läpi liikennekanavat valmistettu proteiinista.
Diffuusiolla on taipumusta edetä, kunnes tasapainopitoisuus saavutetaan. Tässä vaiheessa molekyylit lähtevät yleensä alueelta vain aktiivinen liikenne - ATP: n käyttämät mekanismit tai adenosiinitrifosfaatti - solujen "energiavaluutta".
Hyödyt ja haitat diffuusiosta
Plussapuolena diffuusioprosessi on "vapaa" verrattuna muihin kuljetusmuotoihin siinä mielessä, että se ei vaadi energiaa. Tämä on merkittävä etu, kun otetaan huomioon, että tehokkuus on äärimmäisen toivottavaa biologisissa järjestelmissä ja energia, aivan kuten "makro" maailmassa, on korkealla.
Diffuusion alaosa on se, että on ilmeisen riittämätöntä siirtää aineita pitoisuusgradientissa ylöspäin, eikä sitä ole vaikea kuvitella skenaario, jossa molekyylejä tarvitaan solun sisällä huolimatta siitä, että näiden aineiden pitoisuus sisäpuolella on jo korkeampi kuin ulkopuolella. Tällaisia aineita on siirrettävä useammin sähkökemiallinen gradientti.
Tämä on erilainen fyysinen vastustuskyky, mutta vain ATP-investointi voi voittaa sen. Tämä tapahtuu käyttämällä kalvo "pumppuja", jotka taistelevat jatkuvasti heidän työstään vastustavan sähkökemiallisen gradientin nousua vastaan.