La diffusione, in biochimica, si riferisce a uno dei molti processi attraverso i quali le molecole possono muoversi dentro e fuori le cellule attraverso la membrana plasmatica, o le membrane trasversali all'interno della cellula, come la membrana nucleare o il membrana che racchiude i mitocondri.

Pensa alla diffusione come a un movimento "alla deriva". Mentre si riferisce a un processo casuale e non guidato, e che non richiede un input di energia, segue una regola: le particelle si spostano da aree di concentrazione maggiore a zone di concentrazione inferiore, anche se le singole molecole sono libere di muoversi in tutte indicazioni.
Capire le sfumature chimiche

Che cosa significa per qualcosa spostarsi da una regione ad alta concentrazione a una a bassa concentrazione? Innanzitutto, è necessario sapere che cosa significa "concentrazione" in questo contesto. La maggior parte delle volte, la concentrazione si riferisce al numero di molecole per unità di volume (ad esempio, millilitri o ml).
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Pensa a cosa succede quando prendi un bicchiere di succo d'arancia dalla bottiglia o dal cartone. È probabile che tu percepisca la bevanda come dolce, perché l'alta concentrazione di zucchero nel succo supera quella dei fluidi nel tuo sistema. Tuttavia, se si mescola il succo con acqua pura in modo che la soluzione risultante contenga 10 parti di acqua per ogni 1 parte di succo, attendere alcuni minuti e assumere un altro sorso, si percepirà il fluido come diluito, poiché ora si trova a una concentrazione inferiore - meno concentrato, in ogni caso, dei tuoi fluidi corporei.

Poiché le molecole di zucchero nel succo tendono a mescolarsi con le molecole d'acqua fino a quando la concentrazione di zucchero è uguale per tutta la soluzione, si dice che la diffusione si verifica nella direzione di equilibrio. È importante sottolineare che l'equilibrio non significa una cessazione del movimento della molecola, ma piuttosto che il movimento delle molecole ha raggiunto un punto di vera casualità perché tutti i gradienti di concentrazione sono stati eliminati.
Il processo di diffusione

Mentre alcuni le sostanze possono semplicemente diffondersi attraverso le membrane cellulari quando il gradiente di concentrazione favorisce questo, altre sono troppo grandi per farlo tra le molecole di fosfolipidi nella membrana, oppure portano una carica elettrica netta che si oppone al loro movimento. La membrana plasmatica è quindi una membrana semipermeabile : piccole molecole non caricate come l'acqua (H2O) e il biossido di carbonio (CO2) possono semplicemente passare attraverso, mentre altri richiedono aiuto o non sono in grado di attraversare la membrana a titolo definitivo.

Semplice diffusione
è esattamente quello che sembra - il movimento di molecole attraverso una membrana in un gradiente di concentrazione come se la membrana fosse, in effetti, non presente. In diffusione
diffusione, tuttavia, sostanze come ioni
(particelle cariche) si muovono verso il basso di un gradiente di concentrazione, ma devono anche attraversare la membrana attraverso specializzati canali di trasporto e fatti di proteine.

La diffusione tende a procedere fino a raggiungere la concentrazione di equilibrio. A questo punto, le molecole tendono a lasciare la regione solo attraverso meccanismi di trasporto attivi alimentati da ATP, o adenosina trifosfato - la "valuta energetica" delle cellule. - Pro e contro della diffusione

Il lato positivo, il processo di diffusione è "libero" rispetto ad altre forme di trasporto in quanto non richiede energia. Questo è un vantaggio importante dato che l'efficienza è enormemente auspicabile nei sistemi biologici e nell'energia, proprio come nel mondo "macro", è un premio.

Il lato negativo della diffusione è che è ovviamente insufficiente per muoversi sostanze su un gradiente di concentrazione, e non è difficile immaginare uno scenario in cui le molecole siano necessarie all'interno di una cellula nonostante una concentrazione già più alta di queste sostanze all'interno piuttosto che all'esterno. Più spesso, tali sostanze devono essere spostate attraverso un gradiente elettrochimico . Questa è una diversa forma fisica di resistenza, ma è quella che solo un investimento di ATP può superare. Questo viene fatto usando "pompe" a membrana che combattono continuamente l'ondata del gradiente elettrochimico che si oppone al loro lavoro.