Diffusion är en fundamental biokemiprocess som gör det möjligt för molekyler att röra sig över cellulära membran – som plasmamembranet, kärnhöljet och mitokondriella membranet – utan tillförsel av energi.
Det är en naturlig, slumpmässig rörelse som styrs av en enda princip:partiklar migrerar från områden med högre koncentration till områden med lägre koncentration, även om varje molekyl kan röra sig i vilken riktning som helst.
I detta sammanhang koncentration hänvisar till antalet molekyler per volymenhet, såsom milliliter. Tänk på ett glas apelsinjuice:den höga sockerkoncentrationen gör att den smakar sött jämfört med vätskan i kroppen. Om du späder juicen med vatten (10 delar vatten till 1 del juice) och smuttar på efter några minuter kommer du att märka en mycket ljusare smak eftersom sockerkoncentrationen har sjunkit under den för kroppsvätskor.
Under denna blandning sprids sockermolekyler tills deras koncentration är enhetlig i hela lösningen - ett tillstånd som kallas jämvikt. Jämvikt stoppar inte molekylär rörelse; det betyder helt enkelt att rörelsen har blivit helt slumpmässig, utan kvarvarande koncentrationsgradienter.
Plasmamembranet fungerar som en semipermeabel barriär . Små, oladdade molekyler som vatten (H2 O) och koldioxid (CO2). ) kan passivt diffundera över den, medan större eller laddade molekyler inte kan.
Enkel spridning beskriver den direkta rörelsen av oladdade molekyler nedför deras koncentrationsgradient, som om membranet inte var närvarande. Däremot underlättat spridningen kräver specifika proteinkanaler eller transportörer för att hjälpa laddade joner att röra sig nedför sin gradient.
Diffusionen fortsätter tills jämvikt uppnås. När väl jämvikt har uppnåtts måste varje ytterligare rörelse av molekyler mot gradienten drivas av aktiva transportmekanismer som använder ATP – cellens energivaluta.
Den främsta fördelen med diffusion är att den är energifri, vilket gör den mycket effektiv för cellen. Det kan dock inte flytta ämnen mot en koncentration eller elektrokemisk gradient. I situationer där en cell behöver ackumulera ett ämne som redan är mer koncentrerat utanför cellen, måste ATP-drivna membranpumpar användas för att övervinna den motsatta gradienten.
