La materia se ordena en los llamados niveles de organización biológica

Transcripción

1 La materia se ordena en los llamados niveles de organización biológica. Diversos niveles de complejidad en donde las leyes o reglas que se cumplen en un nivel pueden no manifestarse en otros.

2 Estudio de los sistemas biológicos en diferentes niveles según el poder de resolución de los instrumentos utilizados. Dimensión Rama Estructura Método > 0,1 mm µm 10-0,2 µm 200-0,4 nm < 1nm Anatomía Histología Citología Morfología submicroscópica- Ultraestructura Estructura molecular y atómica Órganos Tejidos Células, bacterias, algunos comp. cel. (mitocondrias) Componentes celulares Virus Posición de los átomos 1 mm equivale a 1000 µm; 1µm a 1000 nm Ojo y lente simple Microscopio óptico (confocal) Microscopio óptico (confocal) Microscopio electrónico Difracción de rayos X

3 Microscopía Hans Janssen (1595),... Galileo Galilei (1610) Anton van Leeuwenhoek ( ) Robert Hooke ( )

4 Microscopio óptico Eficiencia del instrumento: Aumento: relación entre tamaño de la imagen y la del objeto. Resolución: capacidad de distinguir dos puntos cercanos como entidades distintas.

5 El objetivo y el ocular crean el aumento útil del objeto I I O Objetivo: imagen real, invertida y aumentada del objeto. Ocular: imagen final, virtual, mayor tamaño e invertida. Los microscopios suelen ser más complejos: varias lentes tanto en el objetivo como en el ocular Reducen las aberraciones: aberración cromática y la aberración esférica. Objetivo acromático / apocromático

6 Poder de resolución: depende de la longitud de onda λ y de la apertura numérica (AN) del objetivo. Límite de resolución=d= 0,61. λ AN 0,61= constante arbitraria (grado de superposición de dos puntos)

7 AN = capacidad del objetivo para recoger la luz difractada por los detalles más finos del objeto. AN = n. seno α n = índice de refracción del medio, en el que la lente se encuentra (1 para el aire, 1.33 para el agua pura, y hasta 1.56 para algunos aceites) α = es la mitad del ángulo de aceptancia máximo que puede entrar o salir de la lente

8 Existen dos tipos de preparaciones microscópicas: Preparaciones frescas: material vivo Preparaciones fijas: material muerto Química: actividad enzimáticas / acetona-formaldehído-glutaraldehído Fijación Deshidratación (batería de alcoholes)/aclaración (xilol, benceno, tolueno) Infiltrado (parafina o celoidina) Corte (micrótomo tradicional o de congelación/crióstato) Físico: congelación (-190 C)-desecación (vacío) (estructura y la composición química sin cambios)

9 Coloración del material: Colorantes tisulares (orgánicos y aromáticos) Básicos: Ej: azul de metileno / estructuras del núcleo (basofilia) Ácido: Ej: eosina / citoplasma (acidofilia)

10 Microscopía confocal

11 Microscopía confocal de fluorescencia ng -> SYTO-13 Estructura Nuclear n g n n g n g n g g Rhodamina-123 Mitocondria n g n Imagen: : Dr. Steffen Härtel

12 Microscopía confocal de fluorescencia SYTO-13 Estructura Nuclear Rhodamina-123 Mitocondria Video: Dr. Steffen Härtel

13 VENTAJA DE LA MICROSCOPÍA CONFOCAL Alta resolución en la tercera dimensión, z!

14 MICROSCOPÍA DE FLUORESCENCIA Colorantes fluorescentes o fluorocromos Existen sustancias fluorescentes que absorben luz de una determinada longitud de onda y emiten luz de una longitud de onda mayor. Autofluorescencia

15 Microscopio de fase contrastada Se recurre a cambios de fase (retrasos) en las radiaciones que atraviesan las estructuras biológicas, debido a los distintos índices de refracción que éstas poseen. Diferencias de fase Ej: Retraso de fase en ondas de un rayo de luz que atraviesan un material transparente, no absorbente de mayor índice de refracción que el medio Diversos tonos de gris que dependerán: Espesor del material Diferencias de intensidad IMAGEN: Diferencias entre índice de refracción del material y del medio Observación de células y tejidos vivos!

16 Microscopio de interferencia/ Microscopio de Nomarski Se basa en principios similares a los del microscopio de contraste de fases! Diferencia Capacidad de dar resultados cuantitativos (Peso seco de las estructuras celulares) y analizar preparaciones gruesas.

17 Microscopio de campo oscuro Aprovecha la dispersión de la luz que se produce en los límites de estructuras de diferente índice de refracción. Diferencia con microscopio óptico tradicional Posee un condensador especial que ilumina el objeto desde el lado. Sólo los rayos disperasdos entran en el objetivo. Las células aparecen como objetos brillantes sobre fondo oscuro. Identificación en fresco de algunos microorganismos! Ej: bacterias

18 Microscopio de polarización Este método se basa en el comportamiento que tienen algunos componentes de la célula y los tejidos ante la luz polarizada. Materiales birrefringentes o anisotrópicos: la velocidad de la luz polarizada difiere según la dirección que se considere. Diferencia con microscopio óptico tradicional Se utiliza luz polarizada como fuente luminosa. Diagnóstico histológico: identificación de la presencia de sustancias anormales en los tejidos.