Contenu
- Comprendre les gradients chimiques
- Le processus de diffusion
- Avantages et inconvénients de la diffusion
La diffusion, en biochimie, désigne l'un des nombreux processus par lesquels des molécules peuvent entrer et sortir des cellules à travers la membrane plasmique ou traverser des membranes à l'intérieur de la cellule, telles que la membrane nucléaire ou la membrane qui entoure les mitochondries.
Pensez à la diffusion comme à un mouvement "à la dérive". Bien qu’il s’agisse d’un processus aléatoire et non guidé, qui ne nécessite pas d’apport d’énergie, il suit une règle: les particules se déplacent. des zones de concentration supérieure aux zones de concentration inférieure, même si les molécules individuelles sont libres de se déplacer dans toutes les directions.
Comprendre les gradients chimiques
Qu'est-ce que cela signifie pour quelque chose de passer d'une région de forte concentration à une région de faible concentration? Premièrement, il est nécessaire de savoir ce que "concentration" signifie dans ce con. La plupart du temps, la concentration fait référence au nombre de molécules par unité de volume (par exemple, millilitres ou ml).
Pensez à ce qui se passe lorsque vous buvez du jus d'orange dans une bouteille ou un carton. Il est probable que la boisson soit perçue comme une boisson sucrée, car la concentration élevée de sucre dans le jus dépasse celle des liquides de votre système.
Cependant, si vous mélangez le jus avec de l'eau ordinaire de sorte que la solution résultante contienne 10 parties d'eau pour chaque partie de jus, attendez quelques minutes et prenez une autre gorgée, vous percevrez le fluide comme dilué, car il est maintenant à une concentration inférieure. - en tout cas, moins concentré que vos fluides corporels.
Parce que les molécules de sucre dans le jus ont tendance à se mélanger avec les molécules d’eau jusqu’à ce que la concentration de sucre soit égale dans toute la solution, on dit que la diffusion se produit dans le sens de l’équilibre.
Il est important de noter que l’équilibre ne signifie pas une cessation du mouvement des molécules, mais plutôt que le mouvement des molécules a atteint un point de véritable aléa car tous les gradients de concentration ont été éliminés.
Le processus de diffusion
Tandis que certaines substances peuvent simplement diffuser à travers les membranes cellulaires lorsque le gradient de concentration le favorise, d’autres sont trop grosses pour l’intercaler entre les molécules phospholipidiques de la membrane ou portent une charge électrique nette qui les empêche de se déplacer.
La membrane plasmique est donc un membrane semipermeable: De petites molécules non chargées telles que l'eau (H2O) et le dioxyde de carbone (CO2) peuvent simplement sillonner, alors que d'autres ont besoin d'aide ou sont incapables de traverser la membrane.
Diffusion simple est exactement ce que cela ressemble - le mouvement de molécules à travers une membrane dans un gradient de concentration, comme si la membrane était, en fait, pas là. Dans facilité la diffusion, cependant, des substances telles que des ions (particules chargées) descendent sur un gradient de concentration, mais ils doivent également traverser la membrane par le biais de canaux de transport fait de protéines.
La diffusion a tendance à se poursuivre jusqu'à ce que la concentration d'équilibre soit atteinte. À ce stade, les molécules ont tendance à quitter la région uniquement par des mécanismes de transport actifs alimentés par l'ATP, ou l'adénosine triphosphate - la "monnaie énergétique" des cellules.
Avantages et inconvénients de la diffusion
Du côté positif, le processus de diffusion est "gratuit" par rapport aux autres modes de transport en ce sens qu'il ne nécessite pas d'énergie. C'est un atout majeur, car l'efficacité est extrêmement souhaitable dans les systèmes biologiques et l'énergie, tout comme dans le monde "macro", est primordiale.
L’inconvénient de la diffusion est qu’il est manifestement insuffisant de déplacer les substances sur un gradient de concentration et qu’il n’est pas difficile d’envisager un scénario dans lequel des molécules sont nécessaires à l’intérieur d’une cellule, malgré une concentration déjà plus élevée de ces substances à l’intérieur que sur le à l'extérieur. Le plus souvent, ces substances doivent être déplacées à travers un gradient électrochimique.
Il s’agit d’une forme de résistance physique différente, mais c’est celle que seul un investissement en ATP peut surmonter. Ceci est fait en utilisant des "pompes" à membrane qui combattent continuellement la marée du gradient électrochimique qui les oppose à leur travail.