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Primer Bloque
Introducción a la Microscopia
Conceptos en Microscopía
Amplificación: aumento del tamaño de la imagen. Amplificación total: dado por el producto de la lente ocular por el objetivo. Amplificación vacía: incremento de la imagen sin que pueda percibirse mayores detalles. Poder de resolución: es la distancia mínima entre dos objetos para que sean percibidos como objetos separados. La resolución depende de: ♦ Calidad de la lente objetivo ♦ Longitud de onda de la luz empleada* ♦ Índice de refracción del medio: es la medida de la variación de la velocidad de la luz al atravesar de un medio a otro. Aire: 1 Aceite: 1.
Poder de resolución
Ojo humano Microscopio compuesto Microscopio electrónico 100 mm ó 0.1 mm 0. 2 mm ó 200 nm 0.2 nm ó 2 Aº
Medidas Microscópicas
Milímetro: milésima parte del metro (mm) Micrómetro: milésima parte del milímetro (μm) Nanómetro: milésima parte del micrómetro (nm) Ángstrom: décima parte del nanómetro (Å)
Preparaciones
Temporales: muestra + colorante + medio de montaje Fijas: muestra + fijadores + tinción + medio de montaje
Tipos de Microscopia
La microscopía se clasifica en: Microscopía de luz Microscopía electrónica
Principios de Óptica
Los elementos necesarios para formar una imagen son:
- Fuente de iluminación
- Muestra
- Sistema de lentes
MICROSCOPIO ÓPTICO MICROSCOPIO ELECTRÓNICO FUENTE DE ILUMINACIÓN Luz Visible Haz de electrones SISTEMA DE LENTES Lentes de Vidrio Electroimanes
El Microscopio de luz / Microscopio compuesto
Es un instrumento óptico que se usa para aumentar o amplificar las imágenes de objetos y organismos no visibles a simple vista. Se utiliza para examinar objetos transparentes o cortados en láminas tan finas que se transparentan. Esta conformado por tres sistemas:
Iluminación Óptico Mecánico
Partes del Microscopio Compuesto Sistema de iluminación
Dirige la luz hacia el objeto y esta comprendido por:
Fuente de luz: lámpara halógena de intensidad graduable situada en el pie del microscopio, el microscopio utiliza la refracción de la luz para la formación de imágenes.
Espejo
Condensador (formado por lentes): sistema de lentes situadas bajo la platina. Concentra la luz generada por la fuente de iluminación hacia la preparación.
Diafragma: se encuentra en el interior del condensador y es el que limita el haz de rayos de luz que atraviesa el sistema de lentes eliminando los rayos demasiado desviados.
Sistema Óptico
Reproduce y aumenta las imágenes. Está compuesto por:
Lentes oculares: su función es la de captar y ampliar la imagen formada en los objetivos, proyectan una imagen derecha. Los más utilizados son los de 10X.
Las Lentes
Son objetos que concentran o hacen divergir los rayos de luz. Existen dos tipos principales de lentes: Convergentes: forman imágenes reales. Divergentes: forman imágenes virtuales.
Formación de Imagen Real
El objeto está fuera del plano focal, y la imagen se forma detrás de la lente, se observa aumentada e invertida.
Formación de imagen Virtual
El objeto está dentro del plano focal, la imagen se forma delante de la lente y se observa aumentada pero NO invertida.
Tipos de Microscopios de Luz
De campo claro: (brillante) el contraste provee la tinción de las muestras.
Contraste de fases: permite observar muestras vivas, o carentes de color. Convierte la diferencia de índices de refracción en diferencias de intensidad.
Fluorescente: utiliza luz de longitud de onda corta para excitar los electrones de la muestra, también utiliza moléculas fluorescentes que al iluminarlas con radiación invisible, emiten radiación visible.
MET (microscopio electrónico tridimensional o de barrido), aquí los electrones chocan (rebotan o barren) en la superficie de la muestra en lugar de atravesarla. El MET produce imágenes tridimensionales de la superficie del objeto, su límite de resolución es de 10nm.
La Célula – Unidad Fundamental de la Vida –
Datos históricos
Rober Hook, en 1965 utilzó la palabra célula al observar una muestra corcho. Antón van Leeuwenhoek construyo un microscopio simple que aumentaba 300 veces el tamaño de los objetos. Observo células sanguíneas, bacterias y organismos simples en agua de charcas. En 1833 Robert Brown descubrió el núcleo. En 1838 Matthias Scheleiden propuso la hipótesis de que todas las plantas están formadas por células. En 1839, Theodor Schwann propuso que los animales también estan formados por células y que los procesos de vida ocurren dentro de las células. En 1858, Rudolf Virchow presentó evidencia de que las células se reproducen para formar nuevas.
Postulados de la Teoría Celular
Todo organismo está constituido por una o más células. La célula es la unidad estructural y funcional de la vida. Toda célula se origina por división de una célula preexistente.
Propiedades básicas de las Células
Vida propia y autónoma. Poseen programa genético. Poseen complejidad y organización elevada. Programa genético. Se reproducen a sí mismas. Captan y consumen energía. Efectuan reacciones químicas (metabolismo) Poseen actividad mecánica (movimientos) Responder a estímulos (irritabilidad) Autorregulación
Variedad de Células
Las células se clasifican en: procariotas y eucariotas. Se diferencian por su tamaño y por el tipo de estructuras internas u organelos que contienen.
Procariotas
Células que carecen de envoltura nuclear rodeando su material genético con un tamaño de 0.2-10 μm. Se dividen en: Arqueobacterias Eubacterias
Membrana plasmática
Similar en composición y estructura a la de los eucariontes. Presenta repliegues internos llamados mesosomas
Mesosomas Repliegues de la membrana celular, con sustancias responsables de procesos metabólicos (transporte de electrones, fotosíntesis, replicación de ADN)
Ribosomas Similares a los de las células eucariontes, pero de menor tamaño, participan en la síntesis proteica
Nucleoide Formado por una sola molécula de ADN de doble hélice, circular y asociado a proteínas no histonas
Plásmidos Moléculas de ADN extracromosómico y circular
Inclusiones Depósitos de sustancias de reserva
Flagelos Estructuras filamentosas con función motriz, formados por fibrillas proteicas
Fimbrias o pili Filamentos largos y huecos con funciones relacionadas con intercambio de material genético y adherencia a sustratos
Tinción Gram: método para identificar bacterias
La tinción Gram es la más importante de las tinciones diferenciales, es una técnica de coloración que sirve para diferenciar bacterias en dos grandes grupos: Gram positivo Gram negativo
La tinción se basa en las propiedades químicas de su pared celular. Las células Gram positivo retienen el cristal violeta cuando se tratan con etanol mientras que las Gram negativo no lo tienen y se tiñen entonces del color rojo de la safranina.
Bacterias Gram positivo: se tiñen de color morado. Su pared celular está constituida por peptidoglucano, proteína y carbohidrato.
Bacterias Gram negativo: estas se tiñen de color rojo o rosado, poseen una pared celular más delgada y poseen una doble membrana que posee lípidos.
Eucariotas
Su dimensión celular ronda entre 5-200μm. Son células que poseen un núcleo verdadero y forman los siguientes grupos de organismos:
Protistas (unicelulares) Hongos (unicelulares y pluricelulares) Plantas Animales
Diferencias entre Procariotas y Eucariotas
CARACTERÍSTICA PROCARIOTAS EUCARIOTAS
Material genético ADN
Circular bicatenario En nucleoide y plásmidos
Lineal bicatenario (núcleo) circular en mitocondrias Tamaño 1-10 um 5-200 um
Pared celular En todas las células Solo en células vegetales
Citoplasma Sin organelos membranosos Con organelos membranosos
Ribosomas Más pequeños Más grandes
Mesosomas Presentes Ausentes
Movimiento celular Flagelo (rotación) Necesita citoesqueleto
Nutrición Menores requerimientos Requerimientos complejos
División celular Fisión binaria Mitosis (micro túbulos)
Realiza Conjugación Si No
Comparación entre célula animal y vegetal
CÉLULA VEGETAL CÉLULA ANIMAL
Pared celular Presente Ausente Cloroplastos y otros plastidios Presente^ Ausente Vacuolas De gran tamaño Ausentes o pequeñas Nutrición Autótrofas Heterótrofas Tamaño Aprox. 100 um Aprox. 10 um CENTRIOLOS NO SI CILIOS Y FLAGELOS NO SI
Organismos unicelulares y pluricelulares
Unicelular: organismo formado por una sola célula. Bacterias Algas verdes Levaduras Protistas
Pluricelular: organismos formados por muchas células que constituyen tejidos, órganos y sistemas.
Células multipotenciales
Las células madre pluripotenciales sufren una especialización en otro tipo de células madre que van a dar lugar a células con una función particular. Por ejemplo, las ítem cells sanguíneas, que dan lugar a glóbulos rojos, los glóbulos blancos y plaquetas. Las ítem cells multipotenciales también se encuentran en niños y adultos.
Virus
Son parásitos intracelulares obligatorios de animales, plantas y bacterias. No se nutren, carecen de metabolismo propio, necesitan de una célula viva para replicarse. Las partículas víricas o viriones están constituidas por una molécula de ADN o ARN, nunca los dos en un mismo virus. Un virus posee una cubierta proteica o cápside que protege al material genético. En ocasiones presentan envoltura membranosa que obtienen de la célula huéped.
Tipos de Virus
Viroides
Molécula circular pequeña de ARN desprovista de cubierta protéica, su tamaño oscila entre los 246- ribonucleótidos. Son patógenos en plantas (papas, aguacates, cocos, crisantemos)
Priones
Agentes infectivos que carecen de un genoma. Son moléculas proteicas que pueden causar enfermedades como encefalopatía espongiforme (al morir, las células del cerebro tienen grandes vacuolas).
Existen diferentes enfermedades ocasionadas a mamíferos (ovejas, vacas, humanos). El prion es una proteína alterada, que logra modificar a las proteínas celulares normales, cabe recordar que los priones son resistentes a las proteasas.
Carbohidratos
Son moléculas orgánicas solubles en agua cuya formula general es: (CH 2 O)n. Los carbohidratos incluyen azúcares simples, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
Funciones Reserva de energía Estructurales Moléculas de señal
Azúcares simples o monosacáridos (monómeros) Según el número de carbonos se dividen en: Triosas Tetrosas Pentosas Hexosas Heptosas
También se clasifican en: Aldosas Cetosas
Glucosa
Es el monosacárido más importante en nuestro metabolismo, es una aldohexosa. Y se puede presentar en variadas formas.
Isómeros α y β de la glucosa
Cuando la glucosa forma anillos, el grupo OH del carbono 1 puede observarse orientado hacia abajo (isómero α) o hacia arriba (isómero β)
Ejemplos de monosacáridos
Aldosas Cetosas Triosas Gliceraldehído Dihidroxiacetona
Tetrosas Eritrosa Xilulosa
Pentosas Ribosa Ribulosa
Hexosas Glucosa, galactosa, manosa Fructosa
Algunas Hexosas Algunas Pentosas
Enlaces glucosídicos
Se forman por la unión de monosacáridos por medio de una reacción de deshidratación y se rompen por hidrólisis. Existen enlaces glucosídicos alfa y beta.
Enlaces alfa: fáciles de hidrolizar, presentes en azúcares de reserva energética. (OH hacia abajo). Enlaces beta: difíciles de hidrolizar, presentes en azúcares estructurales. (OH hacia arriba)
Glucógeno
Forma como se almacena el exceso de energía química en hígado y músculos de los animales. Está constituido por monómeros de glucosa unidos por enlaces α (1-4). Posee puntos de ramificación cada 8 unidades de glucosa con enlaces α (1-6).
Celulosa
Polímero lineal de glucosa unida por enlaces β (1-4), constituye la estructura de las paredes de las células vegetales. Es un polisacárido indigerible por los animales y constituye la fibra dietética.
Quitina
Constituye la pared celular de hongos, cubierta externa de insectos, arañas y crustáceos. No ramificado, formado por el azúcar N-acetilglucosamina. Contiene grupos amino NH 2 unidos a la molécula de carbohidrato.
Glucosaminoglucanos
Están formados por unidades repetidas de disacáridos. Uno de los azúcares del disacárido es un azúcar amino (N-acetilglucosamina, N-acetilgalactosamina), el azúcar amino tiene unido uno o más grupos sulfato. Los glucosaminoglucanos forman parte de la matriz extracelular que rodea a las células.
La importancia de los carbohidratos
Los carbohidratos se presentan en forma de: Azúcares Almidones Fibras
Son uno de los tres principales macronutrientes que aportan energía al cuerpo humano (los otros son los lípidos y las proteínas). Actualmente está comprobado que al menos 55% de las calorías diarias que ingerimos deberían provenir de carbohidratos.
Lípidos
Características
Insolubles en agua. Solubles en solventes orgánicos como benceno, alcohol, etc. Están constituidos por carbono, hidrógeno, oxígeno y algunas veces fósforo. Algunos de ellos deben ingerirse en la dieta por ser nutricionalmente esenciales (como el omega 3 y omega 6) y otros pueden ser sintetizados por el organismo. Proporcionan mayor energía por gramo que los carbohidratos. No forman polímeros
Funciones en la Célula
Reserva energética (a largo plazo) Estructurales en membranas (fosfolípidos y colesterol) Señales químicas intercelulares (esteroides) Constituyen barrearas aislantes para evitar golpes térmicos, eléctricos y físicos. Cubiertas protectoras que mantienen equilibrio hídrico. Algunos son vitaminas y hormonas.
Reserva energética – Grasas neutras
Están constituidas por glicerol y ácidos grasos. Dependiendo de número de ácidos grasos que poseen pueden ser: Monoacilgliceroles (un ácido graso), diacilgliceroles (dos ácidos grasos) o triacilgliceroles (tres ácidos grasos). Los triacilgliceroles es la forma en que se encuentran las grasas animales. * El glicerol es un alcohol de 3 carbonos, por lo tanto puede enlazarse a 3 ácidos grasos, cuando los ácidos grasos se unen al glicerol se libera agua y se pierde la antipatía.
Triacilgliceroles
Formados por un glicerol y tres ácidos grasos. Se almacenan en el citoplasma en forma de gotas. Totalmente insolubles en agua.
Estructurales – Fosfolípidos
Forman parte de las membranas celulares y están constituidos por:
Glicerol + 2 ácidos grasos + Fosfato + Grupo Apolar
Son de carácter antipático teniendo una cabeza de carácter hidrofílico y colas hidrofóbicas. Los fosfolípidos se clasifican en: Glicerofosfolípidos y ensfingolípidos.
