Diffusie, in de biochemie, verwijst naar een van de vele processen waardoor moleculen in en uit cellen kunnen bewegen door het plasmamembraan, of dwarsmembranen in de cel, zoals het kernmembraan of de membraan dat mitochondriën omhult.

Zie diffusie als een "drijvende" beweging. Hoewel het verwijst naar een willekeurig en ongeleid proces, en een proces dat geen energie-input vereist, volgt het wel één regel: deeltjes verplaatsen zich van gebieden met een hogere concentratie naar gebieden met een lagere concentratie, zelfs als individuele moleculen vrij zijn om te bewegen in alle richtingen.
Inzicht in chemische gradiënten

Wat betekent het dat iets van een regio met hoge concentratie naar een lage concentratie gaat? Ten eerste is het noodzakelijk om te weten wat "concentratie" in deze context betekent. Meestal verwijst concentratie naar het aantal moleculen per volume-eenheid (bijv. Milliliters of ml).
Sciencing Video Vault
Maak de (bijna) perfecte bracket: Hier is hoe | Maak de (bijna) ) perfecte haak: hier is hoe

Bedenk wat er gebeurt als u een slok sinaasappelsap uit de fles of doos haalt. De kans is groot dat u de drank als zoet ervaart, omdat de hoge suikerconcentratie in het sap groter is dan die van de vloeistoffen in uw systeem. Als u het sap echter met gewoon water mengt, zodat de resulterende oplossing 10 delen water bevat voor elk 1 deel sap, een paar minuten wacht, en nog een slok neemt, zult u de vloeistof waarnemen als verdund, omdat deze nu in een lagere concentratie is - minder geconcentreerd, in elk geval, dan uw lichaamsvloeistoffen.

Omdat de moleculen van suiker in het sap de neiging hebben om zich te vermengen met de watermoleculen totdat de suikerconcentratie gelijk is in de hele oplossing, wordt er gezegd dat diffusie komt voor in de richting van het evenwicht. Belangrijk is dat evenwicht niet betekent dat de molecuulbeweging stopt, maar dat de beweging van de moleculen een punt van echte willekeur heeft bereikt omdat alle concentratiegradiënten zijn geëlimineerd.
Het proces van diffusie

Hoewel sommige stoffen kunnen eenvoudigweg door celmembranen diffunderen wanneer de concentratiegradiënt dit bevoordeelt, andere zijn te groot om het te maken tussen de fosfolipidemoleculen in het membraan, of ze dragen een netto elektrische lading die hun beweging tegenwerkt. Het plasmamembraan is dus een semipermeabel membraan
: Kleine, ongeladen moleculen zoals water (H2O) en koolstofdioxide (CO2) kunnen eenvoudig door meanderen, terwijl anderen hulp nodig hebben of niet in staat zijn om het membraan te passeren.

Simple diffusion
is precies hoe het klinkt - de beweging van moleculen over een membraan langs een concentratiegradiënt alsof het membraan er in feite niet was. In gefaciliteerde
diffusie
echter, gaan stoffen zoals ionen en (geladen deeltjes) naar beneden van een concentratiegradiënt, maar ze moeten ook het membraan doorkruisen via gespecialiseerde transportkanalen gemaakt van eiwit.

Diffusie heeft de neiging door te gaan totdat evenwichtsconcentratie is bereikt. Op dit punt hebben moleculen de neiging om het gebied alleen te verlaten door actieve transportmechanismen aangedreven door ATP, of adenosinetrifosfaat - de "energievaluta" van cellen.
Voordelen en nadelen van diffusie

Positief genoeg, het diffusieproces is "gratis" in vergelijking met andere vormen van transport, omdat het geen energie vereist. Dit is een belangrijke troef, omdat efficiëntie enorm wenselijk is in biologische systemen en energie, net als in de 'macro'-wereld, een voordeel is.

De keerzijde van diffusie is dat het duidelijk onvoldoende is om te bewegen stoffen een concentratiegradiënt op, en het is niet moeilijk om een ​​scenario te bedenken waarin moleculen nodig zijn in een cel ondanks een al hogere concentratie van deze substanties aan de binnenkant dan aan de buitenkant. Vaker moeten dergelijke stoffen over een elektrochemische gradiënt worden verplaatst. Dit is een andere fysieke vorm van weerstand, maar het is er een die alleen door een investering van ATP kan worden overwonnen. Dit gebeurt met behulp van membraan-"pompen "die voortdurend het getij van de elektrochemische gradiënt bestrijden die tegen hun werk is