Difusi, di biokimia, mengacu pada salah satu dari banyak proses dimana molekul dapat bergerak masuk dan keluar dari sel melalui plasma membran, atau membran silang di dalam sel, seperti membran inti atau membran yang membungkus mitokondria.
Pikirkan difusi sebagai gerakan "melayang". Meskipun mengacu pada proses acak dan tidak terarah, dan proses yang tidak memerlukan masukan energi, ia mengikuti satu aturan: Partikel bergerak dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi lebih rendah, bahkan ketika molekul individu bebas bergerak ke segala arah.
Memahami Gradien Kimia
Apa artinya sesuatu bergerak dari daerah konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah? Pertama, perlu diketahui apa arti "konsentrasi" dalam konteks ini. Sebagian besar waktu, konsentrasi mengacu pada jumlah molekul per satuan volume (misalnya, mililiter, atau ml).
Pikirkan apa yang terjadi ketika Anda meminum jus jeruk dari botol atau karton. Kemungkinannya adalah Anda menganggap minuman itu manis, karena konsentrasi gula yang tinggi dalam jus melebihi cairan dalam sistem Anda.
Namun, jika Anda mencampur jus dengan air biasa sehingga larutan yang dihasilkan mengandung 10 bagian air untuk setiap 1 bagian jus, tunggu beberapa menit, dan menyesap lagi, Anda akan merasakan cairan itu encer, karena sekarang pada konsentrasi yang lebih rendah – kurang terkonsentrasi, bagaimanapun, daripada tubuh Anda cairan.
Karena molekul gula dalam jus cenderung bercampur dengan molekul air sampai konsentrasi gula adalah sama di seluruh larutan, dikatakan bahwa difusi terjadi dalam arah keseimbangan.
Yang penting, kesetimbangan tidak berarti penghentian pergerakan molekul, melainkan pergerakan molekul telah mencapai titik keacakan yang sebenarnya karena semua gradien konsentrasi telah dihilangkan.
Proses Difusi
Sementara beberapa zat dapat dengan mudah berdifusi melintasi membran sel ketika gradien konsentrasi mendukung ini, yang lain terlalu besar untuk membuatnya di antara molekul fosfolipid dalam membran, atau mereka membawa muatan listrik bersih yang menentang gerakan mereka.
Membran plasma dengan demikian adalah membran semipermeabel: Molekul kecil yang tidak bermuatan seperti air (H2O) dan karbon dioksida (CO2) dapat dengan mudah melewatinya, sedangkan yang lain membutuhkan bantuan atau tidak dapat langsung melintasi membran.
Difusi sederhana persis seperti apa kedengarannya – pergerakan molekul melintasi membran menuruni gradien konsentrasi seolah-olah membran itu, pada dasarnya, tidak ada di sana. Di difasilitasidifusi, bagaimanapun, zat seperti ion (partikel bermuatan) bergerak menuruni gradien konsentrasi, tetapi mereka juga harus melintasi membran melalui jalur khusus saluran transportasi terbuat dari protein.
Difusi cenderung berlangsung sampai konsentrasi kesetimbangan tercapai. Pada titik ini, molekul cenderung meninggalkan daerah hanya dengan transportasi aktif mekanisme yang ditenagai oleh ATP, atau adenosin trifosfat – "mata uang energi" sel.
Pro dan Kontra Difusi
Di sisi positifnya, proses difusi "bebas" dibandingkan dengan bentuk transportasi lain karena tidak memerlukan energi. Ini adalah aset utama mengingat efisiensi sangat diinginkan dalam sistem biologis dan energi, seperti halnya di dunia "makro", sangat mahal.
Sisi bawah dari difusi adalah jelas tidak cukup untuk memindahkan zat ke atas gradien konsentrasi, dan tidak sulit untuk dibayangkan skenario di mana molekul dibutuhkan di dalam sel meskipun konsentrasi zat-zat ini sudah lebih tinggi di dalam daripada di di luar. Lebih sering, zat tersebut harus dipindahkan melintasi gradien elektrokimia.
Ini adalah bentuk perlawanan fisik yang berbeda, tetapi ini adalah salah satu yang hanya dapat diatasi dengan investasi ATP. Ini dilakukan dengan menggunakan "pompa" membran yang terus-menerus melawan gelombang gradien elektrokimia yang menentang pekerjaan mereka.