Differenza principale: diffusione semplice vs diffusione facilitata

La diffusione semplice e la diffusione facilitata sono due tipi di metodi di trasporto passivo in cui la membrana cellulare trasporta le molecole attraverso di essa. Usa l'entropia naturale per spostare le molecole da una concentrazione più alta a una concentrazione più bassa fino a quando la concentrazione non diventa equalizzata. Quindi, nessuna energia ATP viene utilizzata per il trasporto di molecole. Esistono quattro tipi principali di trasporto passivo: osmosi, diffusione semplice, diffusione facilitata e filtrazione. Il differenza principale tra diffusione semplice e diffusione facilitata è che la diffusione semplice è un tipo di diffusione non assistito in cui una particella si sposta da una concentrazione più alta a una più bassa attraverso una membrana invece la diffusione facilitata è il trasporto di sostanze attraverso una membrana biologica attraverso un gradiente di concentrazione per mezzo di una molecola di trasporto.

Aree chiave coperte

1. Cos'è la diffusione semplice? - Definizione, caratteristiche, meccanismo 2. Cos'è la diffusione facilitata? – Definizione, caratteristiche, meccanismo 3. Quali sono le somiglianze tra Diffusione semplice e Diffusione facilitata? - Caratteristiche comuni 4. Qual è la differenza tra Diffusione semplice e Diffusione facilitata? – Confronto delle differenze chiave

Termini chiave: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto passivo, gradiente di concentrazione, filtrazione, membrana cellulare, proteine ​​di canale, proteine ​​di trasporto

Cos'è la diffusione semplice?

La diffusione semplice è un tipo di diffusione non assistito in cui una particella si sposta da una concentrazione più alta a una più bassa. Il movimento direzionale attraverso il gradiente di concentrazione è passivo. Una volta che le molecole si sono distribuite uniformemente, le molecole su entrambi i lati della membrana cellulare raggiungono un equilibrio in cui non si osserva alcun movimento netto di molecole. Generalmente, piccole molecole non polari come ossigeno, anidride carbonica ed etanolo si diffondono liberamente attraverso la membrana cellulare. La velocità di diffusione dipende dalla temperatura, dalla dimensione molecolare e dalla pendenza del gradiente di concentrazione. La temperatura influenza l'energia cinetica delle particelle in una soluzione. Le particelle di grandi dimensioni sono soggette a una maggiore resistenza all'interno di una soluzione rispetto alle particelle più piccole. Inoltre, quando il gradiente di concentrazione è alto, più molecole passeranno attraverso la membrana. La semplice diffusione attraverso la membrana cellulare è mostrata in Figura 1.

Figura 1: Diffusione semplice

Cos'è la diffusione facilitata

La diffusione facilitata è il trasporto di sostanze attraverso una membrana biologica attraverso un gradiente di concentrazione per mezzo di una molecola portatrice. Durante la diffusione facilitata, grandi ioni e molecole polari vengono disciolti in acqua e vengono trasportati in modo specifico e passivo attraverso la membrana cellulare. Gli ioni polari si diffondono attraverso le proteine ​​dei canali transmembrana e le grandi molecole si diffondono attraverso le proteine ​​trasportatrici transmembrana. Le proteine ​​canale creano tunnel idrofobici attraverso la membrana, consentendo alle molecole idrofobe selezionate di passare attraverso la membrana. Alcune proteine ​​del canale sono "aperte" in ogni momento e alcune, come le proteine ​​dei canali ionici, sono "gate". Le proteine ​​trasportatrici come le permeasi cambiano la loro conformazione quando molecole come il glucosio o gli amminoacidi vengono trasportate attraverso di esse. Le acquaporine sono l'altro tipo di proteine ​​di trasporto che consentono all'acqua di attraversare la membrana così rapidamente. La diffusione facilitata attraverso una proteina canale è mostrata in figura 2.

Figura 2: Diffusione facilitata

Somiglianze tra diffusione semplice e diffusione facilitata

Differenza tra diffusione semplice e diffusione facilitata

Definizione

Diffusione semplice: La diffusione semplice è un tipo di diffusione non assistito in cui una particella si sposta da una concentrazione più alta a una più bassa.

Diffusione facilitata: La diffusione facilitata è il trasporto di sostanze attraverso una membrana biologica attraverso un gradiente di concentrazione per mezzo di una molecola portatrice.

Evento

Diffusione semplice: La diffusione semplice avviene attraverso il doppio strato fosfolipidico.

Diffusione facilitata: La diffusione facilitata avviene attraverso proteine ​​transmembrana.

Molecole trasportate

Diffusione semplice: La diffusione semplice trasporta piccole particelle non polari.

Diffusione facilitata: La diffusione facilitata trasporta particelle grandi o polari.

Molecole facilitatore

Diffusione semplice: La diffusione semplice avviene direttamente attraverso la membrana cellulare.

Diffusione facilitata: La diffusione facilitata avviene attraverso specifiche molecole facilitatrici chiamate proteine ​​integrali transmembrana.

Tasso di diffusione

Diffusione semplice: La velocità di diffusione semplice è direttamente proporzionale al gradiente di concentrazione attraverso la membrana e alla permeabilità della membrana della molecola di soluto.

Diffusione facilitata: La velocità di diffusione facilitata dipende dalla cinetica del trasporto mediato dal vettore.

A gradienti di bassa concentrazione

Diffusione semplice: La velocità di diffusione semplice è bassa a basse concentrazioni di soluto.

Diffusione facilitata: La velocità di diffusione facilitata è elevata a basse concentrazioni di soluto rispetto a quella di diffusione semplice.

Esempi

Diffusione semplice: La diffusione dei gas attraverso la membrana respiratoria e la diffusione delle molecole dal sangue alle cellule attraverso il liquido interstiziale sono esempi di diffusione semplice.

Diffusione facilitata: Il controtrasporto di cloruro/bicarbonato nelle cellule tubulari renali e il cotrasporto di sodio con zuccheri come glucosio, galattosio e fruttosio e aminoacidi sono esempi di diffusione facilitata.

Conclusione

La diffusione semplice e la diffusione facilitata sono due metodi di trasporto passivo che trasportano le molecole attraverso la membrana cellulare. Sia la diffusione semplice che quella facilitata avvengono attraverso un gradiente di concentrazione. La principale differenza tra diffusione semplice e facilitata è nel loro meccanismo di trasporto di molecole attraverso la membrana cellulare. La semplice diffusione consente il trasporto diretto di molecole attraverso la membrana cellulare. Al contrario, la diffusione facilitata avviene tramite proteine ​​transmembrana come proteine ​​di trasporto, proteine ​​di canale e acquaporine. Piccole molecole apolari vengono trasportate per semplice diffusione. Le molecole grandi e polari vengono trasportate per diffusione facilitata. Il movimento netto delle molecole su entrambi i lati della membrana cellulare è zero allo stato equilibrato.

Riferimento:

1. "Semplice diffusione". BioNinja. N.p., n.d. Ragnatela. Disponibile qui. 12 giugno 2017. 2. “Diffusione e trasporto passivo”. Khan Academy. N.p., n.d. Ragnatela. Disponibile qui. 12 giugno 2017.

Cortesia dell'immagine:

1. "Schema semplice diffusione nella membrana cellulare" di LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal – Opera propria. (dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia2. "OSC Microbio 03 03 facdiff" di CNX OpenStax - (CC BY 4.0) attraverso Commons Wikimedia