Хто вивчав біологію, той стикався з терміном дифузія. Термін «дифузія» означає рух будь-чого (наприклад, молекул, іонів, енергії, атомів) з області вищої концентрації до нижчої.
Цей процес керується за допомогою градієнта концентрації. Концепція дифузії не обмежується біологією, але також прийнята в багатьох галузях, таких як хімія, соціологія, фізика, фінанси та економіка.
На основі відсутності або наявності молекул-посередників дифузію можна розділити на просту дифузію та полегшену дифузію.
Ключові винесення
- Проста дифузія відбувається, коли молекули рухаються через клітинну мембрану з області високої концентрації в область низької концентрації. Навпаки, полегшена дифузія відбувається, коли молекулам допомагають пройти через мембрану специфічні транспортні білки.
- Проста дифузія не вимагає енергії, тоді як полегшена дифузія іноді може потребувати енергії.
- Полегшена дифузія транспортує великі або полярні молекули, які не можуть легко пройти через клітинну мембрану шляхом простої дифузії.
Проста дифузія проти полегшеної дифузії
Проста дифузія обумовлюється градієнтом концентрації, коли молекули рухаються від високого до низького, доки не буде досягнуто рівноваги. Полегшена дифузія передбачає використання транспортерів або каналів, які дозволяють молекулам проходити через мембрану, і відбувається вниз по градієнту концентрації.
При простій дифузії розчинені речовини в розчині рухаються вздовж градієнта концентрації або через напівпроникну мембрану. Воно здійснюється за допомогою водневих зв’язків, які утворюються між молекулами води та розчиненими речовинами.
Водневі зв'язки тимчасові, але в результаті розчин постійно перемішується.
Речовина транспортується через біологічну мембрану від вищих до нижчих концентрацій у полегшеній дифузії. Хімічна енергія безпосередньо не потрібна через рух речовин уздовж напрямку градієнта концентрації.
Транспорт газу, транспорт іонів і транспорт глюкози та амінокислот є кількома прикладами, які спричиняють полегшену дифузію.
Таблиця порівняння
| Параметр порівняння | Проста дифузія | Полегшена дифузія |
|---|---|---|
| Інтерпретація | Це процес, який транспортує молекули з вищої концентрації до нижчої без підтримки трансмембранних білків. | Це процес без допомоги кінцевих білків-переносників, який транспортує молекули через мембрану від вищих до нижчих концентрацій. |
| Процес | Пасивний процес | Активний або пасивний процес |
| швидкість | Відносно повільний | Порівняно швидко |
| Енергія з АТФ | Не вимагає | Може вимагати або не вимагати |
| Розчинена речовина специфічна | Немає | Always |
Що таке проста дифузія?
У простій дифузії немає потреби в допомозі мембранного білка. Речовина або частинка рухається від вищої концентрації до нижчої, але рух частинок вниз не потребує мембранного білка.
Для підтримки рівноваги проста дифузія є ключовою.
Проста дифузія є одним з видів пасивного транспорту, і для протікання процесу не вимагає хімічної енергії (АТФ). У біологічних системах АТФ безпосередньо не керує простою дифузією.
Градієнт концентрації та кінетична енергія підживлюють просту дифузію.
У простій дифузії молекули знаходяться в хаотичному постійному русі через удари молекул одна об одну. Педезис називається, коли відбувається зіткнення частинок.
Молекули ущільнюються, коли площа концентрується. В результаті рух також зменшується.
Таким чином, молекули рухаються до більшого простору або коли більший простір доступний.
У біологічних системах це можна проілюструвати простим молекулярним транспортом на клітинному рівні. Особливістю в плазматична мембрана, а саме біліпідна мембрана, перешкоджає виходу та входу всіх молекул.
У простій дифузії не всі молекули можуть дифундувати вільно.
Що таке полегшена дифузія?
При полегшеній дифузії транспорт включає пасивний рух молекули з її відповідним градієнтом концентрації та керується присутністю іншої молекули. Зрештою, молекули полегшеної дифузії рухаються зі своїм градієнтом концентрації, вони безпосередньо не залучають високоенергетичні молекули, такі як гуанозинтрифосфат (GTP) або аденозин трифосфат (АТФ).
Через клітинну мембрану малі неполярні молекули легко дифундують. Ліпіди мають a гідрофобний природа, яка створює клітинні мембрани, тоді як іони та полярні молекули не можуть цього зробити.
У результаті через транспортні білки вони дифундують через мембрану.
Існує в основному три типи транспортних білків, які беруть участь у полегшеній дифузії:
- Білок-носій є специфічним для іона, молекули або групи речовин. Він переносив молекулу або іон, змінюючи форму на мембрані.
- Білок закритого каналу в основному відкриває ворота, щоб дозволити молекулам проходити через мембрану. Сайт зв’язування розташований у закритих каналах, які є специфічними для певного іона або молекули.
- Канальний білок – у мембрані він діє як пора, яка швидко пропускає невеликі іони або молекули води. Білки водного каналу дозволяють воді дуже швидко дифундувати через мембрану.
Основні відмінності між простою дифузією та полегшеною дифузією
- Тільки невеликі молекули можуть транспортуватися в простій дифузії. З іншого боку, як великі, так і малі молекули можуть транспортуватися з полегшеною дифузією.
- Проста дифузія відбувається через подвійний фосфоліпідний шар або просто в розчині. З іншого боку, відбувається трансмембранна дифузія за допомогою білка.
- Швидкість простої дифузії пропорційна проникності мембрани та градієнту концентрації молекули розчиненої речовини, тоді як швидкість полегшеної дифузії залежить від кінетики, опосередкованої носієм.
- Молекули при простій дифузії проходять виключно в напрямку градієнта концентрації, тоді як при полегшеній дифузії рух молекул відбувається в протилежних напрямках градієнта концентрації.
- Коли йдеться про молекули-фасилітатори, проста дифузія відбувається через клітинну мембрану, тоді як полегшена дифузія відбувається через конкретні молекули-фасилітатори.
- https://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.3181/00379727-212-43986
- https://journals.physiology.org/doi/abs/10.1152/physrev.1990.70.4.1135
Останнє оновлення: 11 червня 2023 р
Я доклав стільки зусиль для написання цього допису в блозі, щоб надати вам користь. Це буде дуже корисно для мене, якщо ви захочете поділитися цим у соціальних мережах або зі своїми друзями/родиною. ДІЛИТИСЯ ЦЕ ♥️
Піюш Ядав провів останні 25 років, працюючи фізиком у місцевій громаді. Він фізик, який прагне зробити науку доступнішою для наших читачів. Він має ступінь бакалавра природничих наук і диплом аспіранта з екології. Ви можете прочитати більше про нього на його біо сторінка.
Інформація дуже чітка та систематизована, тому її легко зрозуміти. Стаття добре написана та авторитетна.
Я погоджуюсь з тобою. Широке порівняння між простою та полегшеною дифузією значною мірою сприяє розумінню концепцій.
Ця стаття є цінним ресурсом для студентів. Порівняльна таблиця містить коротку довідку для розуміння відмінностей між простою та полегшеною дифузією.
Я раніше вивчав дифузію, і ця стаття чудово спростила концепцію. Це дуже пізнавально для початківців.
Стаття ефективно досліджує основні механізми дифузії, що робить її цінним довідником як для студентів, так і для дослідників.
Пояснення полегшеної дифузії є особливо проникливим. Детальний опис залучених транспортних білків покращує розуміння процесу.
Я повністю згоден. Обговорення транспортних білків дає повне уявлення про полегшену дифузію.
У статті представлено детальне порівняння між простою та полегшеною дифузією, що дозволяє читачам отримати повне розуміння теми.
Це добре досліджена стаття, яка успішно викладає складні наукові концепції в легкозасвоюваному форматі.
У статті відсутній глибокий аналіз потенційних обмежень механізмів дифузії, який додав би більшої глибини темі.
У статті наведено чітке розмежування між простою та полегшеною дифузією, що дуже корисно для освітніх цілей.
Це правда. У статті всебічно та ефективно висвітлено тему.