Konsentrasjon gradient

Definisjon av konsentrasjon gradient

Konsentrasjon gradient definisjon

Konsentrasjon gradient refererer til en gradvis endring i konsentrasjonen av solutes i en løsning som funksjon av avstand gjennom en løsning. En løsning, som i hovedsak har to viktige komponenter, den løsemiddel (den løse komponent, f.eks. vann) og oppløst stoff (partikler som er oppløselig av løsemiddel).,

I biokjemi, konsentrasjon gjelder mengden av en sub-komponent i en løsning, for eksempel mengden av solutes i en løsning. Gradient, i sin tur, er et begrep som generelt viser til den progressive økning eller reduksjon av en variabel med hensyn til avstand. I denne forbindelse, en konsentrasjon overgangen ville bli resultatet når de mengder av solutes mellom to løsningene er forskjellige.

I biologi, en konsentrasjon gradient resultater fra den skjeve fordelingen av partikler, f.eks. ioner, mellom to løsninger, dvs., den intracellulære væske (løsningen inne i cellen) og den ekstracellulære væsken (løsningen utenfor cellen). Denne ubalansen av solutes mellom de to løsningene stasjoner solutes å flytte fra en svært tett område til et mindre tett området. Denne bevegelsen er et forsøk på å etablere likevekt, og for å eliminere ubalansen av oppløst stoff konsentrasjoner mellom de to løsningene.,

Etymologi

begrepet konsentrasjon kommer fra ordet konsentrere seg, fra fransk concentrer, fra con– + center, som betyr «å sette i sentrum». Ordet gradient kommer fra det latinske gradiens, fra gradior, som betyr «å gå» eller «å gå». Synonym: tetthet gradient.,

Biologiske transport

I biologiske systemer, det er to store transport phenomena: passiv transport og aktiv transport. I passiv transport, partikler (f.eks. ioner eller molekyler) er transportert langs konsentrasjon gradient. Dette betyr at partikler beveger seg fra områder med høy konsentrasjon til områder med lave konsentrasjoner. På grunn av passiv bevegelse av partikler ingen kjemisk energi er brukt som det foregår. Eksempler på passiv transport er enkel diffusjon, fasilitert diffusjon, filtrering, og osmose., I motsatt fall, aktiv transport er transport av partikler mot konsentrasjon gradient. Dette betyr at partiklene er flyttet til et område av lav konsentrasjon til et område med høy konsentrasjon. På grunn av dette, kjemisk energi som er brukt for å flytte partikler til et område som allerede er mettet eller tett med lignende partikler.,

Concentration gradient and diffusion

Enkel diffusjon er en type passiv transport som ikke krever hjelp av transportproteiner. Siden bevegelsen er nedoverbakke, dvs. fra et område av større konsentrasjon til et område med lavere konsentrasjon, konsentrasjon gradienten er nok til å drive prosessen., En nøytral netto bevegelse av partikler vil bli nådd når konsentrasjonen gradienten er borte. Det betyr at likevekt mellom de to områdene er nådd. Mengden av partikler eller solutes i et område som er omtrent som på andre område.
I fasilitert diffusjon, prosessen trenger en transport protein. Tilsvarende enkel diffusjon, det er drevet av en konsentrasjon gradient og likevekt er oppnådd når det ikke lenger er et netto bevegelse av molekyler mellom de to områdene.
I mange tilfeller, selv om konsentrasjonen gradienten er ikke nok faktor i passiv transport., For eksempel, tilstedeværelsen av to forskjellige løsninger på den ytre overflaten av cellen ville ha to forskjellige grader i metning og løselighet. For eksempel, små lipofile upolare molekyler og gass molekyler kunne diffuse lettere gjennom lipid bilayer av cellemembranen enn polare molekyler, inkludert vann.

Konsentrasjon gradient og osmose

En av de molekylene som krever en transport protein for å flytte ned konsentrasjonen gradient over en biologisk membran som er vann., Osmose er tilsvarende spredning som begge er preget av en nedoverbakke bevegelse. Forskjellen ligger selv om det i partikkel som beveger seg. I diffusjon, det handler om bevegelse av solutes. I osmose, det handler om bevegelse av løsemiddel, dvs. vann molekyler. I osmose, vannmolekylene flytte til et område med høy konsentrasjon til et område med lav konsentrasjon. Trykket som driver vannmolekylene å flytte en slik måte som er referert til som osmotisk gradient. Men for å gå over cellemembranen, har det å bruke en kanal som er proteiner i cellemembranen., Denne transporten protein spenner over hele membranen og gir en hydrofil kanal gjennom vann molekylet kan passere gjennom. Vann er et polar-molekylet. Dermed er det ikke lett å passere gjennom den hydrofobe lipid bilayer del av cellemembranen. Det vil derfor trenger en transport protein for å flytte det over. Likevel, siden bevegelsen er nedoverbakke, ingen kjemisk energi er nødvendig.,

Konsentrasjon gradient i aktiv transport

I aktiv transport, partikler transporteres i en oppoverbakke bevegelse. Dette betyr at de beveger seg mot sin konsentrasjon gradient, dvs. fra et område med lavere konsentrasjon til et område med høyere konsentrasjon. Fordi bevegelsen er oppoverbakke, denne prosessen krever kjemisk energi. Aktiv transport kan være primære eller sekundære., En primær aktiv transport er en som bruker kjemisk energi (f.eks. ATP), mens en aktiv sekundær transport bruker en elektrisk gradient (dvs. et fall som følge av forskjell i kostnad over en membran) og kjemisk gradient (dvs. en gradient dannet fra ulike konsentrasjoner av solutes). En elektrokjemisk gradient gradient av elektrokjemiske potensial for et ion som kan spre i vår ut av cellen via cellemembranen. Siden ioner bærer en elektrisk ladning, deres bevegelse inn og ut av cellen påvirker det elektriske potensialet over membranen., Hvis en kostnad gradient oppstår (dvs. en gradient dannet fra ulik fordeling av elektriske ladninger), dette oppfordrer til at ionene diffuse nedoverbakke med hensyn til kostnader til likevekt på begge sider av membranen er oppnådd.,(1)

Examples of Concentration Gradient

Ion gradients

Ion gradients, such as Sodium/Potassium gradients, are an example of a concentration gradient essential to cells. Neurons, for instance, have a Sodium/Potassium pump that they use them to maintain a resting membrane potential (usually ranging from -60 to -90mV)., To store sentrale spillere er natrium (NA+) og kalium (K+) – ioner. Første, 3 Na+ ioner inne i cellen binde seg til pumpen protein. For det andre, ATP phosphorylates pumpen forårsaker den til å endre konformasjon, og dermed slippe 3 Na+ – ioner til utsiden av cellen. Til slutt, en K+ – ion-fra utsiden binder seg til pumpen protein og deretter sluppet ut i cellen. Fosfat fra ATP er også utgitt som forårsaker pumpe protein for å gå tilbake til sin opprinnelige konformasjon. Gjennom denne mekanismen, cellen er i stand til å opprettholde sin inne til å være mer negativ enn utenfor.,(2) Nevroner trenger dette for handling potensielle dannelse.

Proton graderinger

Proton fargeovergang (også kalt H+ gradient) er en gradient som former fra forskjeller i proton-konsentrasjon mellom innsiden og utsiden av en biologisk membran. En proton pumpen er membran protein som transporterer protoner (H+) på tvers av en membran, og er dermed ansvarlig for å bygge opp et proton gradient. Denne gradienten er viktige for mange organismer som lagrer energi. For eksempel, det er den mekanismen som brukes i oksidativt phosphorylation av cellular respirasjon., Proton pumpen transporterer protoner fra mitokondrie matrise til inter-membran plass. Som et resultat, er det flere protoner utenfor matrisen enn innsiden. Dette fører til et proton konsentrasjon gradient over den indre membranen i mitokondriene.,

Luftveier gass konsentrasjon gradient

I dyr, luftveiene gasser som oksygen og karbondioksid danne en konsentrasjon gradient når disse gassene er forskjellige i konsentrasjoner mellom blod og vev væske. Disse gassene flytte det nedover og på tvers av kapillære senger.