Wie biologie heeft gestudeerd, is de term diffusie tegengekomen. De term diffusie wordt de beweging van iets (bijvoorbeeld moleculen, ionen, energie, atomen) van een gebied met een hogere naar een lagere concentratie genoemd. Dit proces wordt aangedreven met behulp van een gradiënt in concentratie. Het concept van diffusie is niet beperkt tot de biologie, maar wordt ook op veel gebieden geaccepteerd, zoals scheikunde, sociologie, natuurkunde, financiën en economie. Op basis van de afwezigheid of aanwezigheid van faciliterende moleculen, kan diffusie worden onderverdeeld in eenvoudige diffusie en gefaciliteerde diffusie.
Eenvoudige diffusie versus gefaciliteerde diffusie
Het belangrijkste verschil tussen eenvoudig en gefaciliteerd is dat eenvoudige diffusie een proces is dat moleculen van hogere naar lagere concentraties transporteert zonder de ondersteuning van transmembraaneiwitten. Aan de andere kant is gefaciliteerde diffusie een proces zonder de hulp van dragereiwitten die moleculen door het membraan transporteren van hogere naar lagere concentraties.
Bij eenvoudige diffusie bewegen opgeloste stoffen in een oplossing langs een concentratiegradiënt of over een semipermeabel membraan. Het wordt over het algemeen uitgevoerd met behulp van waterstofbruggen die zich vormen tussen watermoleculen en opgeloste stoffen. Waterstofbindingen zijn tijdelijk, maar daardoor wordt er constant in een oplossing geroerd.
Bij gefaciliteerde diffusie wordt de stof van hogere naar lagere concentraties over een biologisch membraan getransporteerd. Chemische energie is niet direct nodig vanwege de beweging van stoffen langs de richting van de concentratiegradiënt. Gastransport, ionentransport en glucose- en aminozuurtransport zijn enkele voorbeelden van gefaciliteerde diffusie.
Vergelijkingstabel tussen eenvoudige diffusie en gefaciliteerde diffusie
| Vergelijkingsparameter: | Eenvoudige diffusie | Gefaciliteerde diffusie |
|---|---|---|
| Interpretatie | Het is een proces dat moleculen van hogere naar lagere concentraties transporteert zonder de ondersteuning van transmembraaneiwitten. | Het is een proces zonder de hulp van dragereiwitten die moleculen van hogere naar lagere concentraties over het membraan transporteren. |
| Werkwijze | passief proces | Het actieve of passieve proces |
| Snelheid | Relatief langzaam | Relatief snel |
| Energie uit ATP | Heeft niet nodig | Kan, of kan niet nodig zijn |
| specifiek voor opgeloste stof | Nee | Altijd |
Wat is eenvoudige diffusie?
Bij eenvoudige diffusie is er geen assistentie van membraaneiwitten nodig. De stof of het deeltje beweegt van een hogere concentratie naar een lagere, maar de neerwaartse beweging van deeltjes vereist geen membraaneiwit. Bij het handhaven van het evenwicht is eenvoudige diffusie cruciaal.
Eenvoudige diffusie is een van de soorten passief transport en voor de voortgang van het proces is geen chemische energie (ATP) nodig. In biologische systemen drijft ATP geen directe diffusie aan. Concentratiegradiënt en kinetische energie zorgen voor eenvoudige diffusie.
Bij eenvoudige diffusie zijn moleculen willekeurig constant in beweging doordat moleculen met elkaar worden geraakt. Pedesis wordt genoemd wanneer de botsing van deeltjes optreedt. De moleculen worden verdicht wanneer het gebied wordt geconcentreerd. Hierdoor neemt ook de beweging af. Moleculen bewegen dus naar de grotere ruimte of wanneer er grotere ruimte beschikbaar is.
In biologische systemen kan het worden geïllustreerd door het eenvoudige moleculaire transport op cellulair niveau. Het kenmerk van het plasmamembraan, namelijk het bilipide-membraan, voorkomt dat alle moleculen naar binnen en buiten gaan. Bij eenvoudige diffusie kunnen niet alle moleculen vrij diffunderen.
Wat is gefaciliteerde diffusie?
Bij gefaciliteerde diffusie omvat transport de passieve beweging van een molecuul met zijn respectieve concentratiegradiënt en wordt het geleid door de aanwezigheid van een ander molecuul. De moleculen van gefaciliteerde diffusie bewegen immers met hun concentratiegradiënt, ze hebben niet direct betrekking op hoogenergetische moleculen zoals guanosinetrifosfaat (GTP) of adenosinetrifosfaat (ATP).
Over het celmembraan diffunderen kleine niet-polaire moleculen gemakkelijk. Lipiden hebben een hydrofoob karakter dat celmembranen vormt, terwijl ionen en polaire moleculen dit niet kunnen. Hierdoor diffunderen ze via transporteiwitten door het membraan.
Er zijn hoofdzakelijk drie soorten transporteiwitten die betrokken zijn bij gefaciliteerde diffusie:
Belangrijkste verschillen tussen eenvoudige diffusie en gefaciliteerde diffusie
Gevolgtrekking
Er kan worden geconcludeerd dat eenvoudige diffusie en gefaciliteerde diffusie twee van de soorten diffusie zijn. Beide termen worden gebruikt in biologisch. Ze gaan allebei van een hogere naar een lagere concentratie. De netto beweging van moleculen aan de zijkant van het celmembraan in de geëquilibreerde toestand is nul.
De ondersteuning van transmembraaneiwitten vereist niet in het proces van eenvoudige diffusie, terwijl gefaciliteerde diffusie de hulp van dragerkanaaleiwitten vereist. De snelheid is vrij laag bij eenvoudige diffusie, maar de snelheid is relatief hoog bij gefaciliteerde diffusie. Het proces is passief bij eenvoudige diffusie, terwijl het actief of passief kan zijn bij gefaciliteerde diffusie.
