Diffusion, i biokemi, hänför sig till en av många processer genom vilka molekyler kan flytta in i och ut ur celler genom plasmamembranet eller korsmembran i cellen, såsom kärnmembranet eller membranet som omsluter mitokondrier. >

Tänk på diffusion som en "drivande" rörelse. Medan det hänvisas till en slumpmässig och ojämn process och en som inte kräver energiinmatning följer den en regel: Partiklar rör sig från områden med högre koncentration till områden med lägre koncentration, även om enskilda molekyler är fria att flytta i alla riktningar.
Förstå kemiska gradienter

Vad betyder det för något att flytta från en region med hög koncentration till en låg koncentration? För det första är det nödvändigt att veta vad "koncentration" betyder i detta sammanhang. Mestadels refererar koncentrationen till antalet molekyler per volymenhet (t.ex. milliliter eller ml).
Sciencing Video Vault
Skapa den (nästan) perfekta konsolen: Här är hur
Skapa (nästan) ) Perfekt fäste: Här är hur

Tänk på vad som händer när du dricker apelsinjuice från flaskan eller kartongen. Chansen är att du uppfattar drycken som söt, eftersom den höga koncentrationen av socker i saften överstiger den hos vätskorna i ditt system. Om du blandar saften med rent vatten så att den resulterande lösningen innehåller 10 delar vatten för varje 1 del saft, vänta några minuter och ta en annan nypa, du kommer att uppleva vätskan som utspädd, eftersom den nu ligger i en lägre koncentration - mindre koncentrerad, i alla fall än dina kroppsvätskor.

Eftersom sockermolekylerna i saften tenderar att blandas med vattenmolekylerna tills koncentrationen av socker är lika i hela lösningen, sägs att diffusion sker i jämviktens riktning. Det är viktigt att jämvikt inte innebär att molekylrörelsen upphör, utan att molekylernas rörelse har nått en punkt av sann slumpmässighet eftersom alla koncentrationsgradienter har eliminerats.
Diffusionsprocessen

Medan vissa ämnen kan enkelt diffundera över cellmembran när koncentrationsgradienten gynnar detta, andra är för stora för att göra det mellan fosfolipidmolekylerna i membranet, eller de bär en netto elektrisk laddning som motsätter sig deras rörelse. Plasmamembranet är sålunda ett semipermeabelt membran
: Små, oladdade molekyler som vatten (H2O) och koldioxid (CO2) kan enkelt smeka igenom, medan andra behöver hjälp eller inte kan passera membranet direkt.

Enkel diffusion
exakt vad det låter som - rörelsen av molekyler över ett membran ner en koncentrationsgradient som om membranet i själva verket inte var där. I underlättad
diffusion
, emellertid ämnen som joner
(laddade partiklar) flyttar ner en koncentrationsgradient, men de måste också korsa membranet genom specialiserade transportkanaler
gjorda av protein.

Diffusion tenderar att fortsätta tills jämviktskoncentration uppnås. Vid denna tidpunkt tenderar molekyler att lämna regionen bara genom aktiva transportmekanismer som drivs av ATP eller adenosintrifosfat - cellens "energivaluta".
Fördelar och nackdelar med diffusion

På plussidan, diffusionsprocessen är "fri" jämfört med andra transportformer genom att den inte kräver energi. Det här är en stor tillgång, eftersom effektiviteten är enormt önskvärd i biologiska system och energi, precis som i den "makro" världen, är högst.

Nedsidan av diffusion är det uppenbarligen otillräcklig att flytta ämnen upp en koncentrationsgradient och det är inte svårt att förutse ett scenario där molekyler behövs inuti en cell trots en redan högre koncentration av dessa ämnen på insidan än på utsidan. Ofta måste sådana ämnen flyttas över en elektrokemisk gradient
. Det här är en annan fysisk form av motstånd, men det är en som bara en investering av ATP kan övervinna. Detta görs genom att använda membranpumpar som kontinuerligt bekämpar den elektrokemiska gradientens strömning som motsätter sig deras arbete.