Sisu
DifusioonMõiste "biokeemia" osutab biokeemias ühele paljudest protsessidest, mille kaudu saavad molekulid liikuda rakkudesse ja rakkudest välja plasmamembraani kaudu või raku ristmembraanide kaudu, näiteks tuumamembraan või mitokondreid ümbritsev membraan.
Mõelge hajumisele kui "triivivale" liikumisele. Ehkki see viitab juhuslikule ja juhendamata protsessile ning protsessile, mis ei vaja energia sisestamist, järgib see siiski ühte reeglit: Osakesed liiguvad kõrgema kontsentratsiooniga aladest madalama kontsentratsiooniga aladeni, isegi kui üksikud molekulid võivad vabalt liikuda igas suunas.
Keemiliste gradientide mõistmine
Mida tähendab millegi liikumine kõrge kontsentratsiooniga piirkonnast madala kontsentratsiooniga piirkonnani? Esiteks on vaja teada, mida tähendab "koondumine" selles kontekstis. Enamasti viitab kontsentratsioon molekulide arvule ruumalaühiku kohta (nt milliliitrid või ml).
Mõelge, mis juhtub, kui võtate pudelist või karbist apelsinimahla. Võimalik, et tunnete jooki magusana, kuna suhkru kõrge kontsentratsioon mahlas ületab teie süsteemi vedelike sisalduse.
Kui aga segate mahla tavalise veega nii, et saadud lahus sisaldab 10 osa vett iga 1 osa mahla kohta, oodake mõni minut ja võtke veel üks lonks, näete vedelikku lahjendatuna, kuna see on nüüd madalama kontsentratsiooniga - igal juhul vähem kontsentreeritud kui teie keha vedelikud.
Kuna mahlas olevad suhkru molekulid kipuvad segunema veemolekulidega seni, kuni suhkru kontsentratsioon on kogu lahuses võrdne, öeldakse, et difusioon toimub tasakaalu suunas.
Oluline on see, et tasakaal ei tähenda molekuli liikumise lakkamist, vaid pigem seda, et molekulide liikumine on jõudnud tõelise juhuslikkuse punkti, kuna kõik kontsentratsioonigradiendid on kõrvaldatud.
Diffusiooni protsess
Kui mõned ained võivad difundeeruda lihtsalt rakumembraanide vahel, kui kontsentratsioonigradient seda soodustab, siis teised on liiga suured, et moodustuda membraanis sisalduvate fosfolipiidimolekulide vahel, või on neil netoelektrilaeng, mis takistab nende liikumist.
Plasmamembraan on seega a poolläbilaskev membraan: Väikesed, laadimata molekulid, näiteks vesi (H2O) ja süsinikdioksiid (CO2), võivad lihtsalt läbi liikuda, samas kui teised vajavad abi või ei suuda membraani otse ületada.
Lihtne difusioon on täpselt selline, nagu see kõlab - molekulide liikumine läbi membraani kontsentratsioonigradiendi allapoole, justkui membraani tegelikult ei oleks. Sisse hõlbustatud difusioonsiiski sellised ained nagu ioonid (laetud osakesed) liiguvad kontsentratsioonigradiendi võrra allapoole, kuid need peavad ka läbi spetsiaalse membraani membraani ületama transpordikanalid valmistatud valgust.
Difusioon kipub toimuma seni, kuni tasakaalukontsentratsioon on saavutatud. Sel hetkel lahustuvad molekulid piirkonnast ainult ATP või adenosiintrifosfaadi - rakkude "energiavaluuta" - aktiivsete transpordimehhanismide kaudu.
Hajutamise plussid ja miinused
Plussküljest on difusiooniprotsess teiste transpordiliikidega võrreldes "vaba", kuna see ei vaja energiat. See on suur eelis, arvestades, et tõhusus on bioloogiliste süsteemide jaoks äärmiselt soovitav ja energia, nagu ka "makro" maailmas, on esmaklassiline.
Difusiooni alumine külg on see, et ilmselgelt ei piisa ainete liigutamiseks kontsentratsioonigradiendist ülespoole, ja pole keeruline kujutada ette stsenaariumi, kus rakus oleks vaja molekule, hoolimata nende ainete juba suuremast kontsentratsioonist sisemuses kui keskkonnas. väljas. Sagedamini tuleb selliseid aineid üle viia elektrokeemiline gradient.
See on vastupanu erinev füüsiline vorm, kuid selline, millest üle saab ainult ATP investeering. Selleks kasutatakse membraanpumpasid, mis võitlevad pidevalt nende tööle vastu seisva elektrokeemilise gradiendi tõusulainega.