¿Qué es un gradiente de concentración?
La concentración de una sustancia es el número de moléculas presentes en un volumen dado de líquido o gas. Se produce un gradiente de concentración entre un área de alta concentración y un área de baja concentración. En la naturaleza, esto ocurre comúnmente en cada lado de un borde celular o membrana. Si las partículas pueden cruzar libremente la membrana, se produce un proceso llamado difusión, donde las partículas se mueven a través del gradiente de concentración con un flujo neto hacia el área de baja concentración. Este movimiento de moléculas por el gradiente finalmente conduce a ambas áreas a ser iguales en concentración, un estado conocido como equilibrio dinámico.
La energía térmica hace que las moléculas en líquidos y gases se muevan aleatoriamente en líneas rectas hasta que se encuentran con otras partículas o superficies que hacen que cambien de dirección. El proceso conocido como difusión significa que las moléculas tienden a alejarse de las áreas donde hay altas concentraciones y a moverse hacia regiones menos concentradas. Tipo de molécula diferenteS también tienden a mezclarse. Ambos procesos están funcionando cuando un aroma se extiende gradualmente por una habitación, mezclando con moléculas de aire. Finalmente, una distribución uniforme de partículas elimina el gradiente de concentración.
En un proceso conocido como ósmosis, las moléculas parecen moverse a través de los gradientes, de concentraciones bajas a altas de partículas. Esto se puede ver en los casos en que una membrana celular impide que las partículas pasen porque son demasiado grandes. Las moléculas de agua en la solución pueden ser lo suficientemente pequeñas como para pasar a través de la membrana, a pesar de que las partículas disueltas no lo son.
Las moléculas de agua se mueven de la región fuera de la célula, donde la concentración de partículas es relativamente baja, al interior de la célula, donde hay una alta concentración de partículas. De la misma manera que la difusión, este movimiento reduce el gradiente de concentración entre las dos áreas. Puede ser deEscribió como una forma especial de difusión, porque las moléculas de agua realmente se mueven de un área de alta concentración de agua a un área de baja concentración de agua.
A veces, la biología celular funciona para mover activamente partículas contra un gradiente de concentración y contra la influencia de la ósmosis y la difusión. Lo que se conoce como mecanismos de transporte activo entran en juego, como la bomba de potasio de sodio. Esta bomba transporta moléculas de sodio y potasio a través de la membrana celular, asegurando que haya una alta concentración de potasio dentro de la célula y una alta concentración de sodio afuera. El proceso requiere ATP, una molécula especial en la que se almacena la energía, que se encuentra dentro de la célula.