Doğadaki bütün maddeler katı, sıvı veya gaz halinde bulunurlar. Bu maddeleri oluşturan moleküller devamlı hareket halindedir. Katı maddelerin molekülleri titreşim şeklinde, sıvı maddelerin molekülleri de serbestçe hareket ederler. Gaz molekülleri ise sıvı ve katı moleküllerine göre daha fazla hareket yeteneğine sahiptir. Difüzyon, moleküllerin hareketine bağlı bir olaydır.

Moleküllerin çok yoğun ortamdan, az yoğun ortama doğru yayılmalarına difüzyon denir. Difüzyon olayı yoğunluk farkına dayandığından, ortamdaki moleküller her tarafa eşit şekilde dağılıncaya kadar devam eder. Kapalı bir odada kullanılan parfümün kokusunun bir süre sonra odanın her tarafına dağılması, mürekkebin suda yayılması difüzyon olayına örnek olarak verilebilir.

Birçok maddenin hücreye giriş ve çıkışı difüzyonla olur. Örneğin oksijen, karbondioksit gibi gazlar hücre zarının lipit tabakasında çözünür ve zar proteinlerinin yardımı olmaksızın difüzyonla zardan geçer.

Kolaylaştırılmış Difüzyon: Bazı maddelerin hücre zarından difüzyonu, ancak zar proteinlerinin aracılığıyla mümkün olur. Bu olay kolaylaştırılmış difüzyon” adını alır. Kolaylaştırılmış difüzyonla, zarın lipit tabakasında çözünmeyen moleküller taşınır. Bu sayede şekerlerin, amino asitlerin, iyonlar gibi polar ve yüklü moleküllerin zardan geçişleri sağlanır.

Genel olarak kolaylaştırılmış difüzyona aracılık eden iki protein grubu bulunur. Bunlar kanal proteinleri ve taşıyıcı proteinlerdir. Kanal proteinleri, uygun büyüklük ve yükteki moleküllerin zarı geçmesi için geçitler meydana getirir. Bu geçitler, moleküllerin zarın bir tarafından diğer tarafına hızlı bir şekilde geçmelerini sağlar. Bazı hücrelerin zarları, su kanal proteinleri içermektedir. Böylece su moleküllerinin zardan geçişi, lipit tabakasından geçişine göre çok daha çabuk olur. Bazı iyonların (Na⁺ , K⁺ Ca⁺², Cl^–) zardan geçişlerini de özel kanal proteinleri sağlar. Taşıyıcı proteinler, taşınacak olan moleküle hücre zarının bir tarafında bağlanırlar. Daha sonra, molekülün zardan geçmesine ve diğer yanda serbest kalmasına olanak verecek şekilde bir yapısal değişikliğe uğrarlar. Taşıyıcı proteinler, taşınacak maddeye özgüdürler. Taşıyıcı proteinler birçok hücrenin zarlarından glikoz, galaktoz gibi şekerlerin; amino asitlerin ve diğer bazı maddelerin kolaylaştırılmış difüzyonunu sağlar.

Dikkat:

• Kolaylaştırılmış difüzyonda moleküller çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğru taşınır ve bu sırada ATP harcanmaz.
• Bir maddenin difüzyon hızı; zardaki kanal proteinleri ve taşıyıcı proteinlerin sayısı, yoğunluk farkı, molekülün büyüklüğü, sıcaklık, difüzyon yüzeyinin genişliği, molekülün yapısal özelliği gibi durumlardan etkilenir.