Διαφορά μεταξύ της διάχυσης και της διευκόλυνσης της διάχυσης

Διάχυση έναντι διευκόλυνσης της διάχυσης

Χημικοί και βιολόγοι είναι αφιερωμένες στην παρατήρηση της συμπεριφοράς και της κίνησης των σωματιδίων μέσω διαφόρων περιοχών συγκέντρωσης. Οι χημικοί μπορούν να παρακολουθούν την κίνηση των σωματιδίων από το ένα μείγμα στο άλλο ενώ οι βιολόγοι μπορούν να μελετήσουν πώς αυτά τα σωματίδια εισέρχονται και εξέρχονται από τα κύτταρα μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Κατά τη διάρκεια αυτών των αναζητήσεων οι επιστήμονες συναντούν όρους όπως διάχυση και διευκόλυνση της διάχυσης.

Η διάχυση αναφέρεται σε παθητική μεταφορά σωματιδίων που προκαλείται από διάφορους παράγοντες, όπως θερμικές ή τυχαίες μετακινήσεις μορίων. Ο ρυθμός με τον οποίο ένα σωματίδιο μεταφέρεται από τη μια κλίση στην άλλη εξαρτάται από τη συγκέντρωση μιγμάτων, το μέγεθος των εμπλεκόμενων μορίων, την απόσταση που καλύπτεται από το μόριο, την εξωτερική θερμοκρασία, τη διαλυτότητα του μορίου και την επιφάνεια της μεμβράνης πάνω στην οποία το μόριο αναμένεται να λειτουργήσει.

Ο μηχανισμός αυτός μπορεί επίσης να αναφέρεται ως απλή διάχυση. Σε απλούστερες εξηγήσεις των εμπειρογνωμόνων, απλή διάχυση συμβαίνει όταν τα μόρια μετακινούνται από μια περιοχή με υψηλότερη συγκέντρωση κάτω στην περιοχή με χαμηλότερη συγκέντρωση. Δεδομένου ότι πρόκειται για φυσικό φαινόμενο, δεν υπάρχει ενέργεια που συνεπάγεται απλή διάχυση.

Σε κυτταρικές δραστηριότητες, για παράδειγμα, μπορεί να παρατηρηθεί απλή διάχυση όταν μικρά μόρια εισέρχονται ή εξέρχονται από το κύτταρο μέσω της λιπιδικής διπλοστοιβάδας της κυτταρικής μεμβράνης. Δεδομένου ότι ο μηχανισμός θεωρείται παθητικός, η διασταύρωση των μορίων μέσω της κυτταρικής μεμβράνης δεν συνεπάγεται την άσκηση οποιασδήποτε ενέργειας ή ιδιαίτερης προσοχής από το κύτταρο.

Αυτό συμβαίνει επειδή σε απλή διάχυση, μικρά μη πολικά μόρια περνούν μέσα από την κυτταρική μεμβράνη - δηλαδή, ένα υδρόφοβο μόριο, για παράδειγμα, μπορεί να περάσει ελεύθερα μέσα από την υδρόφοβη περιοχή της μεμβράνης χωρίς να βιώσει την απόρριψη λόγω των παρόμοιων συστατικών τους. Η απλή παθητική διάχυση δεν περιλαμβάνει φορείς πρωτεϊνών.

Τα υδρόφιλα μόρια, από την άλλη πλευρά, δεν μπορούν να είναι κατάλληλα για απλή διάχυση επειδή θα απορρίπτονται καθώς περνούν από την υδρόφοβη περιοχή της μεμβράνης. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η μεταφορά των σωματιδίων θα είναι δυνατή μόνο μέσω της διευκόλυνσης της απλής διάχυσης.

Η διευκόλυνση της διάχυσης μπορεί να λεχθεί ότι αποτελεί παράδειγμα παθητικής μεταφοράς ή μετακίνησης μορίων από τη μια κλίση στην άλλη. Παρόμοια με την απλή διάχυση, η διευκόλυνση της διάχυσης μπορεί ακόμα να αναφέρεται στην κίνηση των μορίων. Παρ 'όλα αυτά, αυτός ο τύπος μεταφοράς εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από φορείς πρωτεϊνών οι οποίοι λειτουργούν σε μηχανισμό δέσμευσης, αναστροφής και απελευθέρωσης. Το μόριο θα κινηθεί τότε μαζί με αυτούς τους φορείς.

Σε αντίθεση με την απλή διάχυση, ο κορεσμός συμβαίνει σε αυτόν τον τύπο μεταφοράς ειδικά όταν δεν υπάρχουν αρκετοί φορείς που να διευκολύνουν όλα τα μόρια διαλυμένης ουσίας. Έτσι, ασκείται ενέργεια στη μεταφορά και ο ρυθμός κίνησης είναι στο μέγιστο.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα μόρια χρειάζονται αντλία ιόντων κατά τη διάρκεια διευκολύνσεων διάχυσης. Τα ιόντα λειτουργούν ως εναλλακτική λύση για τους φορείς πρωτεϊνών σε διαφορετικές συνθήκες και εργαστηριακά πειράματα.

Η διαφορά ανάμεσα στην απλή διάχυση και τη διευκόλυνση της διάχυσης μπορεί επίσης να σχεδιαστεί σε σχέση με τη μεταβολή της συγκέντρωσης βαθμίδων όπου τα μόρια μετακινούνται από και προς.

Η απλή διάχυση περιλαμβάνει τη μετακίνηση σωματιδίων ή μορίων από περιοχή μεγαλύτερης συγκέντρωσης σε χαμηλότερη συγκέντρωση. Φυσικά, τα σωματίδια μπορούν να διεισδύσουν σε κλίσεις με λιγότερα σωματίδια προκειμένου να επιτευχθεί ισορροπία μεταξύ των κλίσεων. Η όσμωση είναι ένα τέλειο παράδειγμα για αυτή τη μοριακή δραστηριότητα.

Από την άλλη πλευρά, όταν εργαστηριακά πειράματα απαιτούν τη μετακίνηση μορίων από περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης σε κλίση με υψηλότερη συγκέντρωση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί διευκόλυνση της διάχυσης. Οι επιστήμονες μπορούν να ενέχουν φορείς ή παράγοντες διευκόλυνσης στις κλίσεις ώστε τα μόρια να είναι σε θέση να διεισδύσουν σε μια περιοχή με συμπυκνωμένα σωματίδια όπως στην αντίστροφη όσμωση.

Περίληψη:

1. Η διευκόλυνση της διάχυσης και της απλής διάχυσης αναφέρεται στην κίνηση των μορίων από τη μία κλίση στην άλλη.

2. Η διευκόλυνση της διάχυσης είναι ένα παράδειγμα παθητικής, απλής διάχυσης.

3. Η απλή διάχυση δεν απαιτεί φορείς πρωτεϊνών ή άσκηση ενέργειας κατά τη διάρκεια της κυτταρικής δραστηριότητας ενώ διευκολύνεται η διάχυση χρειάζεται φορείς πρωτεΐνης ή αντλίες ιόντων για μεταφορά.

4. Τα υδρόφοβα μόρια μπορούν να έχουν απλή διάχυση ενώ τα υδρόφιλα μόρια απαιτούν διευκολυνόμενη διάχυση κατά τη διάρκεια της κυτταρικής δραστηριότητας.