La materia se ordena en los llamados niveles de

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.
Estudio de los sistemas biológicos en diferentes niveles según el
poder de resolución de los instrumentos utilizados.
Dimensión
Rama
Estructura
Método
> 0,1 mm
Anatomía
Órganos
Ojo y lente
simple
100-10 µm
Histología
Tejidos
Microscopio
óptico
(confocal)
10-0,2 µm
Citología
Células, bacterias, Microscopio
algunos comp. cel. óptico
(mitocondrias)
(confocal)
200-0,4 nm
Morfología
submicroscópicaUltraestructura
Componentes
celulares
Virus
< 1nm
Estructura
Posición de los
molecular y
átomos
atómica
1 mm equivale a 1000 µm; 1µm a 1000 nm
Microscopio
electrónico
Difracción de
rayos X
Microscopía
Hans Janssen (1595), ....
Galileo Galilei (1610)
Anton van
Leeuwenhoek
(1632-1723)
Robert Hooke
(1635-1702)
Microscopio óptico
Eficiencia del instrumento:
¾ Aumento: relación entre
tamaño de la imagen y la
del objeto.
¾ Resolución: capacidad
de distinguir dos puntos
cercanos como entidades
distintas.
El objetivo y el ocular crean el aumento útil del objeto
I
O
I´
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
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)
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
Existen dos tipos de preparaciones microscópicas:
¾ Preparaciones frescas: material vivo
¾ 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)
Coloración del material:
•Colorantes tisulares (orgánicos y aromáticos)
¾ Básicos: Ej: azul de metileno / estructuras del núcleo (basofilia)
¾Ácido: Ej: eosina / citoplasma (acidofilia)
Microscopía confocal
Microscopía confocal de fluorescencia
ng ->
n
g
g
n
SYTO-13
Estructura Nuclear
n
g
n
g
n
g
Rhodamina-123
Mitocondria
g
n
n
Imagen
Imagen:: Dr.
Dr. Steffen
Steffen H
Häärtel
rtel
Microscopía confocal de fluorescencia
SYTO-13
Estructura Nuclear
Rhodamina-123
Mitocondria
Video:
Video: Dr.
Dr. Steffen
Steffen H
Häärtel
rtel
VENTAJA DE LA MICROSCOPÍA CONFOCAL
¾ Alta resolución en la tercera dimensión, z!
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
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
Diferencias de intensidad
IMAGEN:
Diversos tonos de gris que dependerán:
9 Espesor del material
9 Diferencias entre índice de refracción del material y del
medio
Observación de células y tejidos vivos!
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.
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
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.