Diffuusio ja helpottu diffuusio
Diffuusio vs helpottu diffuusio
Myös kemistit ja biologit ovat sitoutuneet havainnoimaan partikkeleiden käyttäytymistä ja liikkumista eri keskittymisalueilla. Kemistit voivat valvoa hiukkasten liikettä yhdestä seoksesta toiseen, kun taas biologit voivat tutkia, kuinka nämä hiukkaset menevät soluihin solun kalvon läpi ja ulos. Näiden tehtävien aikana nämä tutkijat kohtaavat termejä kuten diffuusio ja helpotettu diffuusio.
Diffuusio viittaa hiukkasten passiiviseen kuljetukseen, jota useat tekijät aiheuttavat, kuten molekyylien lämpö- tai satunnaisliikkeet. Nopeus, jolla yksi hiukkanen kuljetetaan yhdestä gradientista toiseen, riippuu seosten konsentraatiosta, mukana olevien molekyylien koosta, molekyylin kattavasta etäisyydestä, ulkoisesta lämpötilasta, molekyylin liukoisuudesta ja kalvon pinta-alasta, jonka yli molekyylin odotetaan toimivan. Tätä mekanismia voidaan myös kutsua yksinkertaiseksi diffuusioksi. Yksinkertaisemmissa asiantuntijoiden selityksissä yksinkertainen diffuusio tapahtuu, kun molekyylit siirtyvät alueelta, jolla on suurempi pitoisuus alaspäin alempaan pitoisuuteen. Tämä on luonnollinen tapaus, eikä yksinkertaiseen diffuusioon liittyvää energiaa syötetä.
Soluaktiviteeteissa esimerkiksi yksinkertainen diffuusio voidaan havaita, kun pienet molekyylit tulevat soluihin tai poistuvat solusta solumembraanin lipidikaksoiskerroksen kautta. Koska mekanismia pidetään passiivisena, molekyylien risteäminen solukalvon läpi ei edellytä mitään energiaa tai erityistä huomiota solusta. Tämä johtuu siitä, että yksinkertaisessa diffuusiossa pienet ei-polaariset molekyylit kulkevat solumembraanin läpi - tarkoittaen esimerkiksi, että hydrofobinen molekyyli voi kulkea vapaana kalvon hydrofobisen alueen läpi ilman, että heitä vastaan hylkäävät samankaltaiset komponentit. Yksinkertainen passiivinen diffuusio ei sisällä proteiinikantajia. Hydrofiiliset molekyylit eivät toisaalta sovi yhteen yksinkertaiseen diffuusioon, koska ne hylätään, kun ne kulkevat kalvon hydrofobisen alueen läpi. Tällaisissa tapauksissa hiukkasten kuljetus on mahdollista vain helpottamalla yksinkertaista diffuusiota.
Helpotettua diffuusiota voidaan sanoa olevan esimerkki passiivisesta siirrosta tai molekyyliliikkeestä yhdestä gradientista toiseen. Samoin kuin yksinkertainen diffuusio, helpotettu diffuusio voi viitata edelleen molekyylien liikkumiseen. Kuitenkin tämäntyyppinen kuljetus on erittäin riippuvainen proteiinikantajista, jotka toimivat sidonta-, kääntö- ja vapautusmekanismilla. Molekyyli liikkuu sitten näiden kantajien kanssa. Toisin kuin yksinkertainen diffuusio, kyllästyminen tapahtuu tämäntyyppisessä kuljetuksessa varsinkin, kun ei ole riittävästi kantajia, jotka ovat käytettävissä kaikkien liuenneiden molekyylien helpottamiseksi. Liikenteeseen kohdistuu siis energiaa, ja liikkumisnopeus on maksimissaan. Useimmissa tapauksissa molekyylit tarvitsevat ionipumppua helpottavien diffuusioiden aikana. Ionit toimivat vaihtoehtona proteiinikantajille eri olosuhteissa ja laboratoriokokeissa. Yksinkertaisen diffuusiota ja helpotettua diffuusiota voidaan erottaa myös suhteessa muuttuviin gradienttien pitoisuuteen, jossa molekyylit siirtyvät sisään ja sisään.
Yksinkertainen diffuusio liittyy hiukkasten tai molekyylien liikkumiseen suuremmasta konsentraatiosta alempaan konsentraatioon. Luonnollisesti hiukkaset voivat tunkeutua gradienteihin, joissa on pienempiä hiukkasia, jotta saavutetaan tasapaino kaltevuuksien välillä. Osmoosi on täydellinen esimerkki tästä molekyyliaktiviteetista. Toisaalta, kun laboratoriotutkimukset edellyttävät molekyylien siirtymistä alhaisemmasta pitoisuudesta alueelle suuremmalle konsentraatiolle, voidaan käyttää helpotettua diffuusiota. Tutkijat voivat pistää kantoaineita tai ohjaajia kaltevuuksissa, jotta molekyylit pystyvät tunkeutumaan alueeseen, jossa on kondensoituja hiukkasia, kuten käänteisosmoosissa. Yhteenveto: 1. Fasiloitunut diffuusio ja yksinkertainen diffuusio viittaavat molekyylien liikkumiseen yhdestä gradientista toiseen. 2.Fasiloitu diffuusio on esimerkki passiivisesta, yksinkertaisesta diffuusiosta. 3. Yksinkertainen diffuusio ei edellytä proteiinikantajia tai energiankäyttöä solujen aktiivisuuden aikana, kun taas helpotettu diffuusio tarvitsee proteiinikantajia tai ioninpumppuja kuljetukseen. 4.Hydrofobisilla molekyyleillä voi olla yksinkertainen diffuusio, kun taas hydrofiiliset molekyylit edellyttävät helpotettua diffuusiota soluaktiviteetin aikana.
