13 feiten over diffusie in celmembraan: complete gids!

by

In dit artikel richten we ons en geven we uitleg over het onderwerp "13 feiten over diffusie in celmembraan: complete gids!".

Diffusie is een proces van membraantransport dat plaatsvindt in een celmembraan om de internalisatie van koolstofdioxide, zuurstof en in vet oplosbare moleculen te vergemakkelijken. Moleculen worden via kanalen of met behulp van dragermoleculen door het celmembraan gediffundeerd.

Er zijn er zo veel factoren die betrokken zijn bij het diffusieproces, zoals; de temperatuur-, gebied van interactie, de grootte van de deeltjes en de concentratiegradiënt. Al deze factoren spelen afzonderlijk en samen een grote rol bij het veranderen van de diffusiesnelheid en de omvang ervan.

Diffusie is een proces van membraantransport dat plaatsvindt in een celmembraan om de internalisatie van koolstofdioxide, zuurstof en in vet oplosbare moleculen te vergemakkelijken. Moleculen worden via kanalen of met behulp van dragermoleculen door het celmembraan gediffundeerd.
Diffusie in celmembraan Afbeelding door Wikimedia

Voorbeelden van diffusie

Er zijn veel voorbeelden van diffusie die we in ons dagelijks leven tegenkomen en sommige gebeuren in ons lichaam waarvan we ons niet realiseren dat ze gebeuren, sommige omvatten; Ademhaling, Diffusie vindt continu plaats in onze longen voor de uitwisseling van gassen, zuurstof en koolstofdioxide. Zuurstof wordt vanuit de lucht in de longblaasjes naar het bloed gebracht en koolstofdioxide wordt vanuit het bloed naar de lucht in de longblaasjes verplaatst.

Wanneer we lichte wierookstokjes de rook die eruit komt, wordt snel verspreid in de lucht en verspreidt zich overal. EEN parfum of een kamerverfrisser verspreidt zich snel in de lucht en de geur kan in de hele ruimte in de lucht worden waargenomen. EEN theezak wanneer ondergedompeld in heet water diffundeert in het water en verandert van kleur. Diffusie in planten, water uit de bodem wordt door de planten opgenomen via hun wortels met behulp van diffusie.

Wat is diffusie in celmembraan?

Diffusie is een vorm van passief transport. Het werkt bij afwezigheid van enige vorm van cellulaire energie. In algemene termen wordt diffusie verwezen naar een beweging van opgeloste stof of iets anders van een gebied met een hogere concentratie naar een ruimte met een lagere concentratie.

Proces van diffusie in celmembraan

Diffusie is een proces waarbij moleculen zoals ionen, deeltjes, moleculen en oplossingen onder een concentratiegradiënt door het celmembraan in alle levende organismen bewegen. Het is een van de noodzakelijke processen in levende organismen die helpt om de normale homeostase te behouden. In dit proces bewegen moleculen in en uit het membraan van een gebied met een hogere concentratie naar een gebied met een lagere concentratie en het proces gaat door totdat de concentratie aan beide zijden van de membranen gelijk is.

Waar vindt diffusie plaats in het celmembraan?

Diffusie vindt plaats op het grensvlak van het celmembraan tussen de extracellulaire en intracellulaire ruimte, door de lipidedubbellaag. Het gebeurt non-stop en alomtegenwoordig vanuit kern naar cytoplasma en vice versa, van binnen naar buiten de cel en vice versa. Diffusie vindt plaats voor de uitwisseling van chemicaliën en gassen in en uit de cellen. In de longen vindt diffusie plaats voor de uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide.

In de nieren is diffusie betrokken bij de diffusie van zouten, water en afvalproducten. In de darmen worden calcium en andere voedingsstoffen zoals glucose en aminozuren vanuit het voedsel naar de cellen verspreid.

Wanneer vindt diffusie plaats in het celmembraan?

Diffusie treedt op wanneer de deeltjes van een gebied met een hogere concentratie naar een gebied met een lagere concentratie gaan om het evenwicht zowel binnen als buiten de cel te handhaven. Deze beweging is willekeurig en geldt voor zowel vloeistof- als gasmoleculen.

Functie van diffusie in celmembraan

De belangrijkste functie van diffusie is het transporteren van voedingsstoffen, mineralen, ionen en opgeloste stoffen in en uit het celmembraan. Bepaalde in vet oplosbare stoffen kunnen gemakkelijk door het celmembraan gaan zonder enige hulp van membraaneiwitten. Een dergelijk type diffusie staat bekend als eenvoudige diffusie, terwijl actieve diffusie een rol speelt wanneer er energie nodig is voor het transport van grote polaire moleculen.

Soorten diffusie in celmembraan

Diffusie is een soort passieve diffusie, die verder is onderverdeeld in subtypes; Eenvoudige diffusie, kanaaldiffusie, gefaciliteerde diffusie, translationele diffusie, passieve diffusie.

Eenvoudige diffusie in celmembraan

Het is een grote soort diffusie waarbij moleculen gaan door een semipermeabel membraan van een gebied met een hogere concentratie naar een gebied met een lagere concentratie zonder enige hulp of energiebehoefte. Het hangt volledig af van de grootte van de deeltjes en de concentratie van de opgeloste stof. Algemeen, eenvoudige diffusie wordt gevoed door kinetische energie en concentratiegradiënt waardoor de beweging van de moleculen willekeurig is.

De concentratiegradiënt is het verschil in concentratie tussen de twee zijden van het semi-permeabele membraan dat de moleculen dwingt om vanuit een gebied met een hogere concentratie naar een gebied met een lagere concentratie te worden overgebracht om het evenwicht te handhaven. Voorbeelden van moleculen die een eenvoudig diffusieproces gebruiken, zijn meestal kleine, niet-polaire moleculen zoals koolstofdioxide, waterstofionen, steroïden en ethanol.

Gefaciliteerde diffusie in celmembraan

Gefaciliteerde diffusie, zoals de naam al doet vermoeden, is een passief diffusieproces waarbij de moleculen hulp nodig hebben die wordt geleverd door het membraan eiwitten voor de ingang en uitgang door het semi-permeabele membraan, deze eiwitten worden Channel . genoemd eiwitten en Carrier eiwitten. Hier is de diffusie selectief het membraan laat alleen bepaalde deeltjes door, dit type diffusie wordt ook wel het actieve transport genoemd.

De moleculen die er doorheen kunnen gaan zijn ionen, kleine moleculen, eiwitten en enkele andere opgeloste stoffen die hydrofoob en niet-polair zijn. Bij deze diffusie zijn bepaalde factoren betrokken die de beweging beïnvloeden, deze zijn als volgt:

  • Temperatuur: Met een stijging van de temperatuur neemt ook de beweging van moleculen toe.
  • Concentratie: De moleculen gaan van een gebied met een hogere concentratie naar een lager.
  • Diffusie afstand: Het beïnvloedt vooral de diffusiesnelheden. Kleinere diffusieafstand veroorzaakt bijvoorbeeld een toename van de diffusiesnelheden dan grotere afstand; diffusie van gassen is veel sneller door dunne wanden dan dikke wanden.
  • MAAT: De grootte van de moleculen bepaalt de diffusiesnelheden; kleinere en lichtere moleculen diffunderen sneller dan grotere moleculen.

Transporters gebruikt in gefaciliteerde diffusie

Gefaciliteerde diffusie is van grote betekenis voor de overdracht van bepaalde stoffen die niet vanzelf door deze stoffen heen kunnen o.a.; Glucose, Natrium, Kalium, Calcium, Aminozuren en Nucleïnezuren. Glucosetransporters zijn verder van twee typen; Natriumglucosetransporters en Faciliterende glucosetransporters, de eerste functies in de dunne darm voor het transport van glucose tegen een concentratiegradiënt, en de laatste is betrokken bij bidirectionele overdracht van glucosemoleculen.

Er zijn zeker Ionenkanalen dat zijn een soort van transmembraan eiwitten wat helpt bij de selectieve diffusie van ionen en andere opgeloste stoffen door het membraan. Eiwitten die betrokken zijn bij gefaciliteerde diffusie worden genoemd: transmembraan eiwitten or integrale eiwitten dat de diffusie van selectieve moleculen door het celmembraan vergemakkelijkt. Twee soorten eiwitten die bij dit proces betrokken zijn, zijn;

  • Kanaal eiwitten: Deze eiwitten maken de doorgang voor de stoffen voor hun beweging binnen en buiten het celmembraan. Er zijn verder twee soorten; Open Channel-eiwitten die de geladen moleculen doorlaten door poriën in de celmembranen te maken en Gated Channel-eiwitten die open of gesloten kunnen zijn en de binnen- en buitenbeweging van de stoffen reguleren.
  • Drager eiwitten: Deze eiwitten zijn aanwezig op het membraan van de cellen, wat helpt bij het dragen van de moleculen, het veranderen van hun conformaties en het overbrengen naar beide zijden van de membranen.

Translationele diffusie in celmembraan

Translationele diffusie is van groot belang voor de overdracht van elektronen, in visuele transductie en receptor-gemedieerde processen. Er is gemeld dat diffusiecoëfficiënten worden gecreëerd bij translatiediffusie in monolagen aan het lucht-watergrensvlak veel groter dan in lipidedubbellagen en deze diffusiecoëfficiënt wordt niet beïnvloed door de overgang van fosfolipidemonolaag van vloeistof naar kristallijne fase.

De translationele diffusie kan worden gemeten door middel van fluorescentie-microfotolyse of fotoblekentechniek. Translationele diffusie- en faseovergangsstudies zijn parallel geweest om de moleculaire mobiliteit van celmembraan componenten.

Passieve diffusie in celmembraan

Passieve diffusie is het algemene mechanisme dat door de moleculen wordt gebruikt voor hun beweging over de plasma membraan. Tijdens dit proces gaan de moleculen gemakkelijk door de dubbellaag door deze op te lossen en er doorheen te diffunderen, en nadat ze naar de buitenkant van de cellen zijn overgebracht, lost ze opnieuw op in de externe waterige omgeving.

Osmose is een perfect standaardvoorbeeld van de passieve diffusie. Het verwijst naar de beweging van de lagere concentratie van de opgeloste stof naar de hogere concentratie van de opgeloste stof door het semi-permeabele membraan. Het verwijst naar een beweging langs een concentratiegradiënt. Gemakkelijk diffusie en gefaciliteerde diffusie of actief diffusie zijn andere voorbeelden voor het passieve transport.

Wat is laterale diffusie in celmembraan??

Het is vooral de beweging van eiwitten en lipiden lateraal in het membraan, omdat ze niet worden beperkt door interacties en snel en spontaan vrij kunnen bewegen in een laterale beweging in de vloeibaarheid van het membraan. Dit type diffusie wordt aangetoond door laterale en perifere membraaneiwitten en is belangrijk voor het reguleren van de juiste functie en dynamiek van de cellen.

Proces van laterale diffusie in celmembraan

Laterale diffusie vindt snel plaats in elk blad van de lipidedubbellaag vanwege de vloeistof die in het membraan aanwezig is. Deze beweging kan worden gemeten met een techniek die bekend staat als FRAP (Fluorescence recovery after photobleaching) en FLIP. Met behulp van deze technieken wordt de diffusiecoëfficiënt berekend uit de gebleekte eiwitten.

Diffusie van water in celmembraan

Het proces van diffusie van water door de cel membraan wordt osmose genoemd. Het wordt gedefinieerd als de beweging van water van een lagere concentratie opgeloste stof naar een hogere concentratie opgeloste stof door een semi-permeabel membraan. Het is een spontaan proces dat geen energie of andere moleculen nodig heeft voor de beweging en is uitsluitend gebaseerd op de willekeurige kinetische beweging.

Dit diffusieproces gaat door totdat beide zijden van het membraan een evenwichtsconcentratie bereiken, met een uniforme verdeling van de deeltjes aan elke zijde. Osmose is een regelmatig proces dat met constante snelheid plaatsvindt in een levende cel over een semi-permeabele lipidedubbellaag, een plasmamembraan genaamd. Er zijn bepaalde gated kanalen die de in- en uitgang van water door het membraan vergemakkelijken, deze worden genoemd aquaporines.

Samengevat

Om het artikel samen te vatten, kunnen we zeggen dat diffusie het belangrijkste en meest overheersende proces is dat continu plaatsvindt in levende cellen en dat elke mutatie of misleiding van het proces fataal kan zijn en tot ziekten kan leiden.

Lees ook: