Obsah
rozptylVýraz "biochémia" v biochémii označuje jeden z mnohých procesov, pomocou ktorých sa molekuly môžu pohybovať do buniek a z buniek cez plazmatickú membránu alebo krížové membrány v bunke, ako je jadrová membrána alebo membrána obklopujúca mitochondrie.
Rozmýšľajte ako o „unášanom“ pohybe. Aj keď ide o náhodný a neriadený proces, ktorý nevyžaduje vstup energie, riadi sa jedným pravidlom: Častice sa pohybujú z oblastí s vyššou koncentráciou do oblastí s nižšou koncentráciou, aj keď sa jednotlivé molekuly môžu voľne pohybovať vo všetkých smeroch.
Pochopenie chemických prechodov
Čo to znamená, že sa niečo presunie z oblasti s vysokou koncentráciou do oblasti s nízkou koncentráciou? Najskôr je potrebné vedieť, čo v tomto prípade znamená „koncentrácia“. Koncentrácia sa väčšinou týka počtu molekúl na jednotku objemu (napr. Mililitre alebo ml).
Pomysli na to, čo sa stane, keď si vezmeš drink z pomarančového džúsu z fľaše alebo kartónu. Je pravdepodobné, že nápoj vnímate ako sladký, pretože vysoká koncentrácia cukru v šťave prevyšuje tekutinu vo vašom systéme.
Avšak, ak zmiešate šťavu s čistou vodou tak, aby výsledný roztok obsahoval 10 dielov vody na každú 1 diel šťavy, počkajte niekoľko minút a dajte ďalšie dúško, tekutinu budete vnímať ako zriedenú, pretože je teraz v nižšej koncentrácii. - v každom prípade menej koncentrované ako vaše telesné tekutiny.
Pretože molekuly cukru v šťave majú tendenciu sa miešať s molekulami vody, až kým koncentrácia cukru nie je rovnaká v celom roztoku, hovorí sa, že k difúzii dochádza v smere rovnováhy.
Dôležité je, že rovnováha neznamená zastavenie pohybu molekúl, ale skôr to, že pohyb molekúl dosiahol bod skutočnej náhodnosti, pretože boli odstránené všetky koncentračné gradienty.
Proces difúzie
Zatiaľ čo niektoré látky môžu jednoducho difundovať cez bunkové membrány, keď to zvýhodňuje koncentračný gradient, iné sú príliš veľké na to, aby sa vytvorili medzi fosfolipidovými molekulami v membráne, alebo nesú čistý elektrický náboj, ktorý je proti ich pohybu.
Plazmatická membrána je teda a semipermeabilná membrána: Malé nenabité molekuly, ako je voda (H2O) a oxid uhličitý (CO2), sa môžu ľahko pretĺcť, zatiaľ čo iné potrebujú pomoc alebo nie sú schopné priamo preťať membránu.
Jednoduchá difúzia presne to vyzerá - pohyb molekúl cez membránu nadol v koncentračnom gradiente, akoby membrána v skutočnosti neexistovala. v uľahčené rozptyllátky ako napr ióny (nabité častice) sa pohybujú nadol v koncentračnom gradiente, ale musia tiež prechádzať cez membránu cez špecializované dopravné kanály vyrobené z bielkovín.
Difúzia má tendenciu pokračovať, kým sa nedosiahne rovnovážna koncentrácia. V tomto momente molekuly majú tendenciu opúšťať oblasť iba prostredníctvom aktívnych transportných mechanizmov poháňaných ATP alebo adenozíntrifosfátom - „energetickou menou“ buniek.
Výhody a nevýhody difúzie
Pozitívne je, že proces difúzie je „voľný“ v porovnaní s inými druhmi dopravy, pretože nevyžaduje energiu. Toto je hlavný prínos vzhľadom na to, že účinnosť v biologických systémoch je nesmierne žiaduca a rovnako ako v „makro“ svete je energetika mimoriadne vysoká.
Spodná strana difúzie spočíva v tom, že je evidentne nedostatočné pohybovať látkami v koncentračnom gradiente a nie je ťažké predvídať scenár, v ktorom sú molekuly potrebné vo vnútri bunky, napriek už vyššej koncentrácii týchto látok vo vnútri ako na povrchu. vonku. Častejšie sa také látky musia pohybovať cez elektrochemický gradient.
Toto je iná fyzická forma odporu, ale jej forma, ktorú dokáže prekonať iba investícia do ATP. To sa deje pomocou membránových „čerpadiel“, ktoré neustále bojujú proti prílivu elektrochemického gradientu, ktorý je proti ich práci.