Spredning, i biokjemi, refererer til en av mange prosesser der molekyler kan bevege seg inn i og ut av celler gjennom plasmaet membran, eller tverrmembraner i cellen, slik som kjernemembranen eller membranen som lukkes mitokondrier.
Tenk på diffusjon som en "drivende" bevegelse. Mens det refererer til en tilfeldig og ikke-styrt prosess, og en som ikke krever energiinngang, følger den en regel: Partikler beveger seg fra områder med høyere konsentrasjon til områder med lavere konsentrasjon, selv mens individuelle molekyler er fri til å bevege seg i alle retninger.
Forstå kjemiske graderinger
Hva betyr det for noe å bevege seg fra en region med høy konsentrasjon til en region med lav konsentrasjon? Først er det nødvendig å vite hva "konsentrasjon" betyr i denne sammenhengen. Mesteparten av tiden refererer konsentrasjon til antall molekyler per volumsenhet (f.eks. Milliliter eller ml).
Tenk på hva som skjer når du tar en drink appelsinjuice fra flasken eller kartongen. Sjansen er at du oppfatter drikken som søt, fordi den høye konsentrasjonen av sukker i juice overstiger væskene i systemet ditt.
Men hvis du blander saften med vanlig vann slik at den resulterende løsningen inneholder 10 deler vann for hver 1 del juice, vent noen minutter, og ta en slurk, du vil oppleve væsken som fortynnet, fordi den nå er i lavere konsentrasjon - mindre konsentrert, i alle fall, enn kroppen din væsker.
Fordi sukkermolekylene i juice har en tendens til å blandes med vannmolekylene til konsentrasjonen av sukker er lik gjennom hele løsningen, sies det at diffusjon skjer i retning av likevekt.
Det er viktig at likevekt ikke betyr en opphør av molekylbevegelse, men at molekylers bevegelse har nådd et punkt med sann tilfeldighet fordi alle konsentrasjonsgradienter har blitt eliminert.
Diffusjonsprosessen
Mens noen stoffer ganske enkelt kan diffundere over cellemembraner når konsentrasjonsgradienten favoriserer dette, er andre for store til å komme seg mellom fosfolipidmolekylene i membranen, eller de bærer en netto elektrisk ladning som motarbeider deres bevegelse.
Plasmamembranen er altså en semipermeabel membran: Små, ikke-ladede molekyler som vann (H2O) og karbondioksid (CO2) kan rett og slett sno seg gjennom, mens andre trenger hjelp eller ikke klarer å krysse membranen direkte.
Enkel diffusjon er akkurat hvordan det høres ut - bevegelsen av molekyler over en membran nedover en konsentrasjonsgradient som om membranen faktisk ikke var der. I tilrettelagtspredningimidlertid stoffer som f.eks ioner (ladede partikler) beveger seg nedover en konsentrasjonsgradient, men de må også krysse membranen gjennom spesialiserte transportkanaler laget av protein.
Diffusjon har en tendens til å fortsette til likevektskonsentrasjonen er nådd. På dette tidspunktet har molekyler en tendens til å forlate regionen bare innen aktiv transport mekanismer drevet av ATP, eller adenosintrifosfat - "energivalutaen" til celler.
Fordeler og ulemper med diffusjon
På plussiden er diffusjonsprosessen "gratis" sammenlignet med andre transportformer ved at den ikke krever energi. Dette er en stor ressurs gitt at effektivitet er enormt ønskelig i biologiske systemer og energi, akkurat som i "makro" -verdenen, har en premie.
Undersiden av diffusjon er at det åpenbart er utilstrekkelig å flytte stoffer opp en konsentrasjonsgradient, og det er ikke vanskelig å se for seg et scenario der det er behov for molekyler inne i en celle til tross for en allerede høyere konsentrasjon av disse stoffene på innsiden enn på utenfor. Oftere må slike stoffer flyttes over et elektrokjemisk gradient.
Dette er en annen fysisk form for motstand, men det er bare en investering av ATP som kan overvinne. Dette gjøres ved hjelp av membran "pumper" som kontinuerlig bekjemper tidevannet til den elektrokjemiske gradienten som motarbeider deres arbeid.