Difusión: ¿Qué es? & ¿Cómo sucede?

La difusión, en bioquímica, se refiere a uno de los muchos procesos mediante los cuales las moléculas pueden moverse dentro y fuera de las células a través de la membrana plasmática, o cruzar membranas dentro de la célula, como la membrana nuclear o la membrana que encierra las mitocondrias.

Piense en la difusión como un movimiento "a la deriva". mientras que se refiere a un proceso aleatorio y no guiado, y uno que no requiere un aporte de energía, sí sigue una regla: las partículas se mueven desde áreas de mayor concentración a áreas de menor concentración , incluso cuando las moléculas individuales son libres de moverse en todas direcciones.

entendiendo gradientes químicos

¿Qué significa que algo se mueva de una región de alta concentración a una de baja concentración? Primero, es necesario saber qué significa "concentración" en este contexto. la mayor parte del tiempo, la concentración se refiere al número de moléculas por unidad de volumen (por ejemplo, mililitros o ml).

piense en lo que sucede cuando toma un trago de jugo de naranja de la botella o del cartón. lo más probable es que perciba la bebida como dulce, porque la alta concentración de azúcar en el jugo excede la de los líquidos en su sistema. sin embargo, si mezcla el jugo con agua corriente para que la solución resultante contenga 10 partes de agua por cada parte de jugo, espere unos minutos y tome otro sorbo, percibirá que el líquido está diluido, porque ahora está a una concentración menor - menos concentrado, en todo caso, que sus fluidos corporales.

Debido a que las moléculas de azúcar en el jugo tienden a mezclarse con las moléculas de agua hasta que la concentración de azúcar es igual en toda la solución, se dice que la difusión se produce en la dirección del equilibrio. de manera importante, el equilibrio no significa un cese del movimiento de la molécula, sino que el movimiento de las moléculas ha alcanzado un punto de verdadera aleatoriedad porque todos los gradientes de concentración se han eliminado.

el proceso de difusión

mientras que algunas sustancias simplemente pueden difundirse a través de las membranas celulares cuando el gradiente de concentración favorece esto, otras son demasiado grandes para formar parte de las moléculas de fosfolípidos en la membrana o tienen una carga eléctrica neta que se opone a su movimiento. La membrana plasmática es, por lo tanto, una membrana semipermeable : las moléculas pequeñas y sin carga, como el agua (h2o) y el dióxido de carbono (co2), pueden simplemente serpentear, mientras que otras requieren ayuda o no pueden atravesar la membrana por completo.

La difusión simple es exactamente lo que suena: el movimiento de las moléculas a través de una membrana hacia abajo en un gradiente de concentración, como si la membrana, en efecto, no estuviera allí. Sin embargo, en la difusión facilitada , sustancias como los iones (partículas cargadas) descienden por un gradiente de concentración, pero también deben cruzar la membrana a través de canales de transporte especializados hechos de proteínas.

La difusión tiende a proceder hasta que se alcanza la concentración de equilibrio. en este punto, las moléculas tienden a abandonar la región solo mediante mecanismos de transporte activos impulsados ​​por atp, o trifosfato de adenosina, la "moneda energética" de las células.

pros y contras de la difusión

en el lado positivo, el proceso de difusión es "gratuito" en comparación con otras formas de transporte, ya que no requiere energía. este es un activo importante, dado que la eficiencia es enormemente deseable en los sistemas biológicos y la energía, al igual que en el mundo "macro", es una ventaja.

el lado negativo de la difusión es que es obviamente insuficiente para hacer que las sustancias suban un gradiente de concentración, y no es difícil imaginar un escenario en el que se necesitan moléculas dentro de una célula a pesar de una concentración ya mayor de estas sustancias en el interior que en el interior. fuera de. más a menudo, tales sustancias deben moverse a través de un gradiente electroquímico . Esta es una forma física diferente de resistencia, pero es una que solo una inversión de ATP puede superar. Esto se hace usando "bombas" de membrana que combaten continuamente la marea del gradiente electroquímico que se opone a su trabajo.



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