Definição do gradiente de concentração
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gradiente de Concentração definição
Gradiente de concentração refere-se a uma mudança gradual na concentração de solutos em solução como uma função da distância, por meio de uma solução. Uma solução, essencialmente, tem dois componentes principais, o solvente (o componente dissolvente, por exemplo água) e o soluto (as partículas que são dissolvíveis pelo solvente).,
Em bioquímica, concentração refere-se à quantidade de um sub-componente de uma solução, por exemplo, a quantidade de solutos em solução. Gradiente, por sua vez, é um termo que em geral se refere ao aumento progressivo ou diminuição de uma variável em relação à distância. A este respeito, um gradiente de concentração seria o resultado quando as quantidades de solutos entre duas soluções são diferentes.em biologia, um gradiente de concentração resulta da distribuição desigual de partículas, por exemplo íons, entre duas soluções., o fluido intracelular (a solução dentro da célula) e o fluido extracelular (a solução fora da célula). Este desequilíbrio de solutos entre as duas soluções leva solutos a se moverem de uma área altamente densa para uma área menos densa. Este movimento é uma tentativa de estabelecer o equilíbrio e eliminar o desequilíbrio das concentrações de soluto entre as duas soluções.,
História
O termo concentração vem da palavra concentrar-se, a partir do francês concentrer, de con– + center, que significa “colocar no centro”. A palavra gradiente vem dos gradientes Latinos, dos gradientes, significando “passo” ou “andar”. Sinónimo: gradiente de densidade.,nos sistemas biológicos, existem dois grandes fenómenos de transporte: o transporte passivo e o transporte activo. No transporte passivo, as partículas (por exemplo, íons ou moléculas) são transportadas ao longo do gradiente de concentração. Isto significa que as partículas se movem de áreas de alta concentração para áreas de baixa concentração. Devido ao movimento passivo das partículas, nenhuma energia química é gasta como ocorre. Exemplos de transporte passivo são difusão simples, difusão facilitada, filtração e osmose., Inversamente, o transporte ativo é o transporte de partículas contra o gradiente de concentração. Isto significa que as partículas são movidas para uma área de baixa concentração para uma área de alta concentração. Por causa disso, a energia química é gasta para mover as partículas para uma área que já está saturada ou densa com partículas similares.,
Concentration gradient and diffusion
difusão simples é um tipo de transporte passivo que não requer a ajuda de proteínas de transporte. Uma vez que o movimento é descendente, isto é, de uma área de maior concentração para uma área de menor concentração, um gradiente de concentração é suficiente para conduzir o processo., Um movimento líquido neutro de partículas será atingido quando o gradiente de concentração desaparecer. Isso significa que o equilíbrio entre as duas áreas é alcançado. A quantidade de partículas ou solutos numa área é semelhante à da outra área.In facilitated diffusion, the process needs a transport protein. Similar à difusão simples, ela é impulsionada por um gradiente de concentração e equilíbrio é alcançado quando não há mais um movimento líquido de moléculas entre as duas áreas.em muitos casos, porém, o gradiente de concentração não é fator suficiente no transporte passivo., Por exemplo, a presença de duas soluções diferentes na superfície externa da célula teria dois graus diferentes de saturação e solubilidade. Por exemplo, pequenas moléculas lipofílicas e moléculas de gás não-molares poderiam se difundir mais facilmente através da camada lipídica da membrana celular do que moléculas polares, incluindo água.
gradiente de concentração e osmose
uma das moléculas que requerem uma proteína de transporte para descer o gradiente de concentração através de uma membrana biológica é a água., A osmose é semelhante à difusão, pois ambos são caracterizados por um movimento descendente. A diferença reside na partícula que se move. Na difusão, trata-se do movimento dos solutos. Em osmose, trata-se do movimento do solvente, ou seja, moléculas de água. Na osmose, as moléculas de água movem-se para uma área de alta concentração para uma área de baixa concentração. A pressão que faz com que as moléculas de água se movam dessa forma é referida como o gradiente osmótico. Mas a fim de se mover através da membrana celular, ele tem que usar uma proteína do canal na membrana celular., Esta proteína de transporte atravessa toda a membrana e fornece um canal hidrofílico através da molécula de água pode passar. A água é uma molécula polar. Assim, ele não pode facilmente passar através do componente hidrofóbico bicamador lipídico da membrana celular. Por conseguinte, necessitará de uma proteína de transporte para atravessar. No entanto, uma vez que o movimento é descendente, nenhuma energia química é necessária.,
gradiente de Concentração em ativos de transporte
No transporte ativo, as partículas são transportadas em uma subida de movimento. Isto significa que se movem contra o seu gradiente de concentração, ou seja, de uma área de menor concentração para uma área de maior concentração. Como o movimento é ascendente, este processo requer energia química. O transporte ativo pode ser primário ou Secundário., Um transporte activo primário é aquele que utiliza energia química (por exemplo, ATP), enquanto um transporte activo secundário utiliza um gradiente eléctrico (ou seja, um gradiente resultante da diferença de carga através de uma membrana) e um gradiente químico (ou seja, um gradiente formado a partir das concentrações desiguais de solutos). Um gradiente eletroquímico é um gradiente de potencial eletroquímico para um íon que pode se difundir para fora da célula através da membrana celular. Uma vez que os íons carregam uma carga elétrica, seu movimento para dentro e para fora da célula afeta o potencial elétrico através da membrana., Se ocorrer um gradiente de carga (isto é, um gradiente formado a partir de uma distribuição desigual de cargas elétricas), isso incita os íons a difundirem a descida em relação a cargas até que o equilíbrio em ambos os lados da membrana seja alcançado.,(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)., Dois dos principais jogadores são iões de sódio (NA+) e potássio (K+). Primeiro, 3 na+ iões dentro da célula ligam-se à proteína da bomba. Em segundo lugar, ATP fosforila a bomba fazendo com que ela mude sua conformação, liberando assim os 3 na+ ions para o exterior da célula. Finalmente, um ião K+ do lado de fora liga-se à proteína da bomba e, em seguida, liberado para a célula. O fosfato da ATP também é liberado fazendo com que a proteína da bomba retorne à sua conformação original. Através deste mecanismo, a célula é capaz de manter seu interior para ser mais negativo do que o exterior.,(2) os neurônios precisam disso para a formação de potencial de ação.
gradientes de prótons
gradiente de prótons (também chamado de gradiente H+) é um gradiente que se forma a partir de diferenças na concentração de prótons entre o interior e o exterior de uma membrana biológica. Uma bomba de protões é a proteína de membrana que transporta protões (h+) através de uma membrana e, assim, é responsável pela construção de um gradiente de protões. Este gradiente é essencial para muitos organismos, pois armazena energia. Por exemplo, é o mecanismo usado na fosforilação oxidativa da respiração celular., A bomba de protões transporta protões da matriz mitocondrial para o espaço inter-membrana. Como resultado, há mais protões fora da matriz do que o interior. Isto leva a um gradiente de concentração de protões através da membrana interna da mitocôndria.,
Respiratória gás gradiente de concentração
Em animais, os gases respiratórios, tais como o oxigênio e o dióxido de carbono forma um gradiente de concentração quando esses gases diferentes em concentrações entre o sangue e o tecido fluido. Estes gases descem colina abaixo através dos leitos Capilares.