Cellen en weefsels samenvatting diffusie
In cellen heb je passief en actief transport:
Actief energie gedreven en heeft een richting op korte termijn (op lange termijn niet).
Dit transport wordt mogelijk gemaakt door motoreiwitten. Kinesin en Dynein lopen op
microtubuli en myosine op actine filamenten. Myosine is een motoreiwit dat samen met
active vezels vormt.
Passief temperatuur (thermische beweging) gedreven en heeft geen richting (maar niet
altijd diffusief gedrag). Chemische energie (warmte) zorgt ervoor dat moleculen kunnen
bewegen (temperatuur 0K, geen beweging).
Random walk: een deeltje heeft een
gelijke kans om de ene of de andere kant
op te gaan tijdens een botsing (50% links,
50% rechts). Elk deeltje beweegt
onafhankelijk. Een groep deeltjes heeft
daarom ook netto geen verplaatsing terwijl
losse deeltjes wel verplaatst kunnen zijn
(gemiddeld gaan de deeltjes dus nergens
heen, <x(t)> = 0)
Elk deeltje beweegt één stap naar links of naar rechts elke seconden, bewegend met een
snelheid van +/- v en een aftand =+/-v. Elk deeltje is dus onvoorspelbaar, maar een
populatie is precies te voorspellen. De random walk kan worden weergegeven met een gauche
verdeling.
, Als een bepaalde spreiding van deeltjes 5
minuten duurt, en je wil een drie keer zo grote
spreiding, dan duurt dan 32 = 9 keer zo lang, 45
minuten.
De eerste verspreiding gaat dus heel snel, en
daarna duurt het steeds langer. Dit is ook zo bij
diffusie.
Rode lijn: motoreiwit
Groene lijn: diffusie
Diffusie beschrijft de verspreiding van deeltjes door willekeurige bewegingen, gewoonlijk
van gebieden met een hogere concentratie tot gebieden met een lagere concentratie. De
tijdsafhankelijkheid van de statische verdeling in de ruimte wordt gegeven door de
diffusievergelijking Fick’s first law: welke flux krijg je als gevolg van een gradiënt.
x = de verplaatsing
c = de concentratie
D = diffusieconstante (- teken ervoor omdat
deeltjes van een hoge naar een lage
concentratie gaan)
J (x) = flux (aantal deeltjes door een vlak per
seconde per oppervlakte)
J(x) is lineair met gradiënt.
Fick’s first law kan worden afgeleid van
de random walk.
Het probleem met de eerste wet is alleen
dat deze geldt voor een ruimte die
oneindig is, en dit kan niet.
In cellen heb je passief en actief transport:
Actief energie gedreven en heeft een richting op korte termijn (op lange termijn niet).
Dit transport wordt mogelijk gemaakt door motoreiwitten. Kinesin en Dynein lopen op
microtubuli en myosine op actine filamenten. Myosine is een motoreiwit dat samen met
active vezels vormt.
Passief temperatuur (thermische beweging) gedreven en heeft geen richting (maar niet
altijd diffusief gedrag). Chemische energie (warmte) zorgt ervoor dat moleculen kunnen
bewegen (temperatuur 0K, geen beweging).
Random walk: een deeltje heeft een
gelijke kans om de ene of de andere kant
op te gaan tijdens een botsing (50% links,
50% rechts). Elk deeltje beweegt
onafhankelijk. Een groep deeltjes heeft
daarom ook netto geen verplaatsing terwijl
losse deeltjes wel verplaatst kunnen zijn
(gemiddeld gaan de deeltjes dus nergens
heen, <x(t)> = 0)
Elk deeltje beweegt één stap naar links of naar rechts elke seconden, bewegend met een
snelheid van +/- v en een aftand =+/-v. Elk deeltje is dus onvoorspelbaar, maar een
populatie is precies te voorspellen. De random walk kan worden weergegeven met een gauche
verdeling.
, Als een bepaalde spreiding van deeltjes 5
minuten duurt, en je wil een drie keer zo grote
spreiding, dan duurt dan 32 = 9 keer zo lang, 45
minuten.
De eerste verspreiding gaat dus heel snel, en
daarna duurt het steeds langer. Dit is ook zo bij
diffusie.
Rode lijn: motoreiwit
Groene lijn: diffusie
Diffusie beschrijft de verspreiding van deeltjes door willekeurige bewegingen, gewoonlijk
van gebieden met een hogere concentratie tot gebieden met een lagere concentratie. De
tijdsafhankelijkheid van de statische verdeling in de ruimte wordt gegeven door de
diffusievergelijking Fick’s first law: welke flux krijg je als gevolg van een gradiënt.
x = de verplaatsing
c = de concentratie
D = diffusieconstante (- teken ervoor omdat
deeltjes van een hoge naar een lage
concentratie gaan)
J (x) = flux (aantal deeltjes door een vlak per
seconde per oppervlakte)
J(x) is lineair met gradiënt.
Fick’s first law kan worden afgeleid van
de random walk.
Het probleem met de eerste wet is alleen
dat deze geldt voor een ruimte die
oneindig is, en dit kan niet.
