Все, кто изучал биологию, сталкивались с термином диффузия. Термин диффузия относится к движению чего-либо (например, молекул, ионов, энергии, атомов) из области более высокой концентрации в область с более низкой.
Этот процесс управляется с помощью градиента концентрации. Концепция диффузии не ограничивается биологией, но также принимается во многих областях, таких как химия, социология, физика, финансы и экономика.
По отсутствию или наличию молекул-облегчителей диффузию можно разделить на простую диффузию и облегченную диффузию.
Основные выводы
- Простая диффузия происходит, когда молекулы перемещаются через клеточную мембрану из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Напротив, облегченная диффузия происходит, когда молекулы проходят через мембрану с помощью специфических транспортных белков.
- Простая диффузия не требует энергии, в то время как облегченная диффузия может иногда требовать энергии.
- Облегченная диффузия переносит большие или полярные молекулы, которые не могут легко пройти через клеточную мембрану путем простой диффузии.
Простая диффузия против облегченной диффузии
Простая диффузия управляется градиентом концентрации, когда молекулы движутся от высокого уровня к низкому, пока не будет достигнуто равновесие. Облегченная диффузия включает использование переносчиков или каналов, позволяющих молекулам проходить через мембрану, и происходит по градиенту концентрации.
При простой диффузии растворенные вещества в растворе движутся по градиенту концентрации или через полупроницаемую мембрану. Это осуществляется с помощью водородных связей, которые образуются между молекулами воды и растворенными веществами.
Водородные связи временны, но в результате раствор постоянно перемешивается.
Вещество транспортируется через биологическую мембрану от более высоких концентраций к более низким в условиях облегченной диффузии. Химическая энергия напрямую не требуется из-за движения веществ по направлению градиента концентрации.
Транспорт газа, транспорт ионов, транспорт глюкозы и аминокислот — вот лишь несколько примеров, которые влекут за собой облегченную диффузию.
Сравнительная таблица
| Параметр сравнения | Простое распространение | Облегченное распространение |
|---|---|---|
| Интерпретация | Это процесс, который переносит молекулы из более высоких концентраций в более низкие без поддержки трансмембранных белков. | Это процесс без помощи конечных белков-переносчиков, который переносит молекулы через мембрану из более высоких концентраций в более низкие. |
| Обработка | Пассивный процесс | Активный или пассивный процесс |
| Скорость | Относительно медленный | Сравнительно быстро |
| Энергия из АТФ | Не требует | Может требовать или не требовать |
| Специфическое растворенное вещество | Нет | Всегда |
Что такое простая диффузия?
При простой диффузии нет необходимости в помощи мембранных белков. Вещество или частица движется от более высокой концентрации к более низкой, но для нисходящего движения частиц не требуется мембранный белок.
В поддержании равновесия ключевую роль играет простая диффузия.
Простая диффузия является одним из видов пассивного транспорта и для протекания процесса не требует химической энергии (АТФ). В биологических системах АТФ напрямую не управляет простой диффузией.
Градиент концентрации и кинетическая энергия подпитывают простую диффузию.
При простой диффузии молекулы находятся в беспорядочном постоянном движении за счет ударов молекул друг о друга. Педесис называется, когда происходит столкновение частиц.
Молекулы уплотняются, когда площадь сосредоточена. В результате движение также уменьшается.
Таким образом, молекулы движутся к большему пространству или когда большее пространство доступно.
В биологических системах примером может служить простой молекулярный транспорт на клеточном уровне. Особенность плазматическая мембрана, а именно билипидная мембрана, препятствует входу и выходу всех молекул.
При простой диффузии не все молекулы могут свободно диффундировать.
Что такое облегченная диффузия?
При облегченной диффузии транспорт включает пассивное движение молекулы с соответствующим градиентом концентрации и управляется присутствием другой молекулы. Ведь молекулы облегченной диффузии движутся со своим градиентом концентрации, в них непосредственно не участвуют высокоэнергетические молекулы, такие как гуанозинтрифосфат (ГТФ) или аденозин трифосфат (АТФ).
Через клеточную мембрану легко диффундируют небольшие неполярные молекулы. Липиды имеют гидрофобный природа, из которой состоят клеточные мембраны, тогда как ионы и полярные молекулы не могут этого сделать.
В результате с помощью транспортных белков они диффундируют через мембрану.
В облегченной диффузии участвуют в основном три типа транспортных белков:
- Белок-носитель специфичен для иона, молекулы или группы веществ. Он переносил молекулу или ион, меняя форму над мембраной.
- Белок закрытого канала в основном открывает ворота, позволяя молекулам проходить через мембрану. Сайт связывания расположен в закрытых каналах, специфичных для данного иона или молекулы.
- Канальный белок. В мембране он действует как пора, которая быстро пропускает небольшие ионы или молекулы воды. Белки водных каналов позволяют воде очень быстро диффундировать через мембрану.
Основные различия между простой диффузией и облегченной диффузией
- При простой диффузии могут переноситься только небольшие молекулы. С другой стороны, как большие, так и малые молекулы могут транспортироваться с помощью облегченной диффузии.
- Простая диффузия происходит через бислой фосфолипидов или просто в растворе. С другой стороны, происходит трансмембранная диффузия, облегчаемая белками.
- Скорость простой диффузии пропорциональна проницаемости мембраны и градиенту концентрации молекулы растворенного вещества, тогда как скорость облегченной диффузии зависит от кинетики, опосредованной переносчиком.
- Молекулы при простой диффузии проходят исключительно в направлении градиента концентрации, тогда как при облегченной диффузии движение молекул происходит в противоположных направлениях градиента концентрации.
- Когда речь идет о молекулах-фасилитаторах, простая диффузия происходит через клеточную мембрану, тогда как облегченная диффузия происходит через определенные молекулы-фасилитаторы.
- https://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.3181/00379727-212-43986
- https://journals.physiology.org/doi/abs/10.1152/physrev.1990.70.4.1135
Последнее обновление: 11 июня 2023 г.
Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️
Пиюш Ядав последние 25 лет работал физиком в местном сообществе. Он физик, увлеченный тем, чтобы сделать науку более доступной для наших читателей. Он имеет степень бакалавра естественных наук и диплом о высшем образовании в области наук об окружающей среде. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.
Информация очень ясна и организована, поэтому ее легко понять. Статья написана грамотно и авторитетно.
Я согласен с вами. Обширное сравнение простой и облегченной диффузии вносит большой вклад в понимание концепций.
Эта статья служит ценным ресурсом для студентов. Сравнительная таблица представляет собой краткий справочник для понимания различий между простой и облегченной диффузией.
Я уже изучал диффузию раньше, и эта статья отлично упростила эту концепцию. Это очень информативно для новичков.
В статье эффективно исследуются основные механизмы распространения, что делает ее ценным справочником как для студентов, так и для исследователей.
Объяснение облегченной диффузии особенно проницательно. Подробное описание участвующих транспортных белков улучшает понимание процесса.
Я полностью согласен. Обсуждение транспортных белков дает комплексное представление об облегченной диффузии.
В статье представлено подробное сравнение простой и облегченной диффузии, позволяющее читателям получить полное представление о теме.
Это хорошо проработанная статья, которая успешно излагает сложные научные концепции в легко усваиваемом формате.
В статье отсутствует глубокий анализ потенциальных ограничений механизмов диффузии, который мог бы добавить большей глубины теме.
В статье проводится четкое различие между простой и облегченной диффузией, что весьма полезно в образовательных целях.
Это правда. В статье комплексно и эффективно раскрыта тема.