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OBTENÇÃO E COLORAÇÃO DE CORTES HISTOLÓGICOS Autores: Gisele Costa1, Tássia Cristina dos Santos1, Veronica Angyalossy1, Laurinda de Fátima P. Caly2, Mara Maria L. Santana Pinheiro2, Eliana M. B. Dessen2 e Paulo A. Otto2 1 Departamento de Botânica, Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo, Rua do Matão 277, 05508-090 São Paulo SP 2 Departamento de Genética e Biologia Evolutiva, Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo, Rua do Matão 277, 05508-090 São Paulo SP Diagramação: Regina de Siqueira Bueno Tema central: Biologia celular, células vegetais Público alvo: estudantes de ensino médio Financiamento: Fapesp 1 OBJETIVO DA ATIVIDADE A atividade tem como objetivo principal introduzir noções básicas de preparação de fragmentos de tecidos vegetais para o estudo de anatomia interna de plantas (caule, raiz e folhas). FUNÇÃO PEDAGÓGICA A compreensão da anatomia interna de órgãos vegetais não é simples, pois envolve estruturas invisíveis a olho nu e que não fazem parte das experiências do dia-a-dia dos estudantes. A manipulação de fragmentos de vegetais e sua preparação para análise histológica fornece a contextualização necessária para desenvolver habilidades procedimentais nos estudantes retirando-o de sua condição de espectador passivo e motivando-o para o aprendizado ativo de anatomia vegetal. CONTEÚDO DO KIT O kit contém material suficiente para uma turma de 25 alunos dividida em 5 grupos de 5 estudantes. Cada grupo de estudantes terá à sua disposição: · Conjunto de protocolos plastificado para os estudantes · 1 micrótomo manual · 1 navalha com lâmina de barbear · 1 frasco de esmalte (de unhas) de boa qualidade (vedação de preparações temporárias) · 1 frasco conta-gotas contendo glicerina 50% (meio de montagem semi-permanente) · 1 frasco conta-gotas com água destilada · 1 frasco conta-gotas com hipoclorito de sódio (água sanitária comercial) a 50% · 1 frasco conta-gotas com etanol 70% · 1 frasco conta-gotas com etanol 50% · 1 frasco conta-gotas com fucsina básica (0,5%) · 1 frasco conta-gotas com verde firme (0,5%) · 1 frasco contendo lâminas de vidro para microscopia · 1 placa de Petri contendo lamínulas · 5 vidros de relógio · 2 pinceis finos · 2 pinças · 5 pipetas de plástico · etiquetas auto adesivas · Observação: o(a) professor(a) deverá providenciar uma cenoura para ser usada como suporte para cortar órgãos vegetais. · O kit contém ainda material opcional, para uso exclusivo do professor em situações emergenciais (por exemplo, na ocorrência de quantidade insuficiente de corantes ou na contingência de não se obterem cortes adequados por algum motivo). O material está descrito na próxima página. 2 2. Fragmentos de caules, raízes, pecíolos e folhas das mesmas plantas descritas no item anterior, conservados em álcool 70%. Os cortes obtidos desses fragmentos devem ser hidratados antes de serem corados. Conteúdos biológicos: conservação e manuseio 1. Cortes de caules, raízes, pecíolos e folhas das plantas utilizadas na presente prática (beijo, piper, vedélia, aipo e pimentão), conservados em álcool 70%, que funciona como fixador e conservante. Antes de serem submetidos a coloração, os tecidos cortados devem ser hidratados em água destilada. Com o auxílio de uma pinça, basta transferir os tecidos para um vidro de relógio com água destilada por cerca de 1 minuto e, em seguida, utilizar o protocolo de coloração (página 7). Caso o professor deseje confeccionar lâminas permanentes, como descrito nas Notas para o Professor, itens II e III (páginas 9 e 10), também é necessário hidratar o material antes da coloração. 3 3. Um conjunto de preparações histológicas permanentes, confeccionadas com as técnicas descritas nas Notas para o Professor (itens II e III). As preparações podem ser usadas pelo professor para identificação microscópica das estruturas vegetais e/ou para comparação com as preparações obtidas pelos alunos. 4 PREPARANDO A ATIVIDADE Recomenda-se que o professor aproprie-se do material que tem em mãos. Assim é fundamental ler o conteúdo do item “Notas para o professor” que contém a descrição detalhada de todos os procedimentos práticos, as imagens microscópicas obtidas com os referidos procedimentos e a identificação das diferentes estruturas dos diferentes tecidos. Depois de conhecer o material que tem em mãos o professor pode planejar a estratégia didática que usará. O professor deve também escolher o material biológico a ser utilizado em aula. Aconselhamos que seja um material facilmente encontrado e com estruturas que possam ser facilmente manipuladas para o procedimento de corte e coloração, como por exemplo, caule de Impatiens, vulgarmente conhecida com beijo de frade. Outras possibilidades estão apresentadas na Tabela abaixo. Estrutura a ser analisada Sugestões de Materiais CAULE Sphagneticola trilobata “vedélia”, Asteraceae Piper sp, “piper”, Piperaceae Impatiens balsamina, “beijo”, Balsaminaceae RAIZ Monstera deliciosa, “costela-de-Adão”, Araceae FOLHA Coffea arabica, “café”, Rubiaceae Phormium tenax, “linho-da-Nova-Zelândia”, Hemerocallidaceae Capsicum annuum, “pimentão”, Solanaceae PECÍOLO Apium graveolens, “aipo”, Apiaceae O professor pode optar por preparar com antecedência algumas lâminas dos materiais mais difíceis de serem obtidos em sala de aula e deixar para os estudantes exercitarem o procedimento de obtenção de preparações citológicas de tecidos vegetais de caule, por exemplo, um material que apresenta consistência que facilita seu manuseio, corte e coloração. Em aulas anteriores à prática recomenda-se que os estudantes tenham uma ideia geral dos procedimentos que serão realizados no laboratório, ou seja a preparação de lâminas para o estudo da estrutura interna de órgãos de vegetal. Além disso, os estudantes devem ter tido pelo menos uma aula prática de manuseio de microscópio. O grupo que será levado ao laboratório deve ser responsável e previamente instruído do cuidado a ser tomado no manuseio da navalha de corte. Recomenda-se ainda ao professor que as navalhas sejam distribuídas apenas no momento dos cortes propriamente ditos e em seguida, imediatamente recolhidas. 5 APLICANDO A ATIVIDADE EM SALA DE AULA O professor deve escolher a estratégia didática que achar mais adequada. A seguir estão descritos apenas os aspectos procedimentais. Após dividir a turma em grupos, distribuir os materiais do kit para cada um dos grupos (exceto a navalha, que será distribuída apenas no momento de realizar os cortes). Para cada grupo há um conjunto de PROTOCOLOS ilustrados como o passo a passo dos procedimentos. Eles apresentam instruções sobre: · o “Micrótomo manual” (em anexo) · a “Obtenção de suporte para cortar os órgãos vegetais (em anexo) · a “Obtenção de cotes finos de caules e raízes” (em anexo) · a “Coloração dos tecidos vegetais cortados” (em anexo) Para a análise microscópica das preparações citológicas obtidas serão usados os microscópios acompanhados dos protocolos de microscopia (Ver kit de microscopia - https://genoma.ib.usp.br/files/ upload/44/genoma-protocolo-microscopia-mar20111.pdf) ObservaçãO da estrutura interna dOs vegetaisOrganização: Paulo Alberto Otto Eliana Maria Beluzzo Dessen Colaboração: Verônica Angyalossy Diagramação: Regina de Siqueira Bueno O Micrótomo manual Cabo, por onde o instrumento é seguro tubo cortador tubo extrator tubo cortador vidro de relógio navalha tubo extrator Micrótomo Poço em que é colocado o material a ser seccionado Platina, onde é apoiado o instrumento de corte borboleta usada para girar o parafuso que empurra o cilindro de alumínio com o material a ser seccionado no poço. Cada 1/10 de volta produz cortes com cerca 50 a 100 µm. Conteúdo do Kit 1 Obtenção de suporte para cortar os órgãos vegetais 1 3 5 6 Cortar uma fatia de cenoura com 1 cm de espessura.Usar o tubo extrator para retirar o cilindro de cenoura de dentro do tubo cortador. Usar a faca para fazer um sulco longitudinal nos lados internos dos pedaços de cenoura obtidos no item anterior. Esta peça será usada para obter cortes de caules e raízes. 2 Pressionar o tubo cortador do micrótomo sobre a parte mais central da fatia de cenoura. Manter o tubo cortador na posição vertical. Repetir os passos 1 a 4 para obter um segundo cilindro de cenoura cortado ao meio. NÃO fazer o sulco interno (passo 5) neste cilindro de cenoura. Esta peça será usada para obter cortes de estruturas planas, como folhas. 1 cm 4 Cortar ao meio o cilindro de cenoura com o auxílio da faca. 2 1 3 5 4 6 Colocar o pedaço de folha que deseja estudar numa das metades do cilindro de cenoura. Colocar o cilindro de cenoura contendo o tecido a ser estudado no orifício do micrótomo de mão. Regular a profundidade do orifício movendo o parafuso central pela borboleta para que o cilindro de cenoura se encaixe perfeitamente. Colocar cuidadosamente a fatia do tecido obtida (sem a cenoura), com o auxílio de pincel sobre um vidro de relógio contendo 20 gotas de água. Repetir o procedimento para obter outras fatias. 2 Colocar a outra metade do cilindro sobre o tecido a ser estudado como em um sanduiche Usar a navalha de mão para cortar uma fina fatia de cenoura + tecido. Manter a navalha na posição horizontal, paralela à platina do micrótomo. Desprezar esta primeira fatia. Girar muito pouco a borboleta no sentido horário (cerca de de volta). Usar a navalha para fazer mais um corte. Selecionar, com o auxílio de uma lupa de mão, as fatias mais finas obtidas. Transferir com o auxílio do pincel os cortes desejados para outro vidro de relógio contendo 10 gotas de água + 10 gotas de hipoclorito de sódio. Aguardar 5 minutos. Obtenção de cortes finos de caules e raízes 3 5 minutos Á gu a de st ila da H ip oc lo rit o d e só di o Coloração dos tecidos vegetais cortados 1 3 5 6 Lavar os cortes obtidos para a retirada do hipoclorito de sódio. A lavagem é feita escorrendo-se a solução de hipoclorito do vidro de relógio e acrescentando-se água destilada. Repetir o procedimento até não sentir mais o cheiro de hipoclorito de sódio. Escorrer o etanol 70% do vidro de relógio. Usar o pincel para manter os cortes no vidro de relógio. Acrescentar 20 gotas de etanol 50%. Aguardar 3 minutos. Escorrer o etanol 50%. Acrescentar sobre os cortes, com a pipeta de plástico, 1ml de etanol 50%. Escorrer o etanol contendo o excesso de corante e acrescentar mais 1 ml de etanol 50%. 2 Desidratar os tecidos cortados acrescentando sobre os tecidos, no vidro de relógio, 20 gotas de etanol 70%. Aguardar 3 minutos. Colocar sobre os cortes 5 gotas do corante fucsina 0,5%. Aguardar 30 segundos. 4 Colocar sobre os cortes 5 gotas do corante verde firme (fast green) 0,5%. Aguardar 1 minuto. 3 minutos 3 minutos 1 minuto 30 segundos 4 Coloração dos tecidos vegetais cortados 7 11 Acrescentar sobre os cortes, com a pipeta de plástico, 1mL de etanol 50%. Escorrer o etanol contendo o excesso de corante e acrescentar mais 1 mL de etanol 50%. Repetir o procedimento até que não haja restos de corante no etanol. Observar ao microscópio nos aumentos de 40 e de 100 vezes. Desenhar as estruturas observadas. 8 Transferir os cortes para uma lâmina de vidro, com o auxilio do pincel. Cobrir os tecidos cortados e corados com 1 gota de glicerina 50%. O corante verde firme cora de verde a parede primária das células (celulósica) e o corante fucsina cora em rosa escuro a parede secundária das células (lignificadas). continuação 10 Vedar as bordas da lamínula com esmalte incolor. Esta é uma preparação semipermanente que pode durar vários meses. 40x 100x 9 Cobrir a preparação com uma lamínula. 5 PROCEDIMENTO PARA OS ESTUDANTES 6 https://genoma.ib.usp.br/files/upload/44/genoma-protocolo-microscopia-mar20111.pdf https://genoma.ib.usp.br/files/upload/44/genoma-protocolo-microscopia-mar20111.pdf NOTAS PARA O PROFESSOR Para se observar a estrutura interna de um órgão biológico é preciso prepara-lo para uma análise microscópica. Alguns requisitos são necessários para uma visualização microscópica adequada. Um deles é garantir que a luz transmitida pelo microscópio atravesse o material. Como na grande maioria das vezes o material não é fino o suficiente para que isso possa ocorrer é necessário fatiá-lo em cortes muito finas, ou seja, confeccionar preparações histológicos, geralmente com muito menos de 1mm (0,1 a 0,01mm) de espessura. Os tecidos vegetais são muito mais fáceis de serem fatiados do que os animais e por isto são muito utilizados em aulas de técnicas microscópicas básicas. Outro requisito a ser garantido para uma visualização eficiente em microscopia óptica é que haja suficiente contraste no material a ser observado. O contraste natural ocorre quando algumas partes do tecido absorvem mais luz que outras. Quando não há contraste natural utilizam-se corantes para criar um contraste artificial. Os corantes biológicos têm afinidade por constituintes celulares específicos e absorvem, cada um deles, diferentes comprimentos de onda da luz visível. Não é trivial para os estudantes entender os planos de cortes dos diferentes tecidos, uma vez que cada tecido ou órgão possui uma complexa organização tridimensional. Por isso, o aspecto do mesmo tecido ou órgão cortado em diferentes planos (transversal, longitudinal ou diagonal) fornece imagens muito diferentes. O estudante pode começar a ter desafios de reconstrução tridimensional de um objeto e poderá ser ajudado a compreender, por exemplo, imagens originadas por cortes em diferentes planos de um ovo cozido (parte de seu cotidiano) ou de um órgão tubular, em ilustrações que deverão ser preparadas e apresentadas pelo professor. Apoio teórico conceitual sobre a anatomia interna dos vegetais pode ser encontrado em livros básicos de botânica usados nos últimos anos do ensino médio ou nos primeiros anos de cursos universitários da área biológica ou em material de boa qualidade disponibilizado gratuitamente na WWW (Internet), como (1) Santos DYAC, Chow F, Furlan CM. Ensino de Botânica - Curso de atualização de professores de Educação Básica: A Botânica no cotidiano. Capitulo 8. Melo-de-Pinna GFA, Ceccantini GCT, Menezes NL. Morfologia e anatomia dos órgãos vegetativos. Disponível em http://botanicaonline.com.br/geral/arquivos/bmaterial2.pdf, p.37-43 e (2) http://portal.virtual.ufpb.br/ biologia/novo_site/Biblioteca/Livro_4/7-Anatomia_Vegetal.pdf 7 http://botanicaonline.com.br/geral/arquivos/bmaterial2.pdf Procedimentos gerais de confecção dos cortes Os cortes são obtidos como descrito nas publicações de Otto (2011) e Otto e Dessen (s/data), com a navalha na posição indicada em detalhe na figura abaixo. Figura 1 - Maneira correta de usar a navalha munida de uma lâmina de barbear. Conforme mostrado, a lâmina deve correr o mais deitada possível em relação à platina do micrótomo manual. Quando executado pelos alunos, o fatiamento do material deve ser sempre supervisionado pelo professor, a fim de se evitarem acidentes com a navalha (como pequenos cortes acidentais dos dedos sempre têm uma certa chance de ocorrerem, é necessário que a escola disponha, no local, de um kit básico de primeiros socorros que contenha mertiolate ou mercúrio cromo, tesoura, gaze e curativos adesivos tipo “band-aid”. Deve-se trabalhar sempre com vários cortes, pois durante o procedimento é comum que alguns não tenham espessura ou qualidade adequada, se rompam ou sejam perdidos. Apesar de os cortes com menor espessura serem os mais adequados para a preservação adequada das estruturastissulares da peça, eles são difíceis de manusear por estarem sujeitos a dobras e outras alterações estruturais, as quais somente são evitadas nesses casos em espécimes obtidos com a aplicação de técnicas profissionais, que correspondem ao uso de micrótomos de precisão na técnica que usa inclusão em parafina nas peças e aplicação de técnicas apropriadas de fixação do corte nas lâminas previamente à desparafinização e coloração do preparado. 8 I) Procedimento descrito com mais detalhes em Otto e Dessen, s/data (Observação da estrutura interna dos vegetais – Protocolo dos estudantes, Anexos) No processo de lavagem, os cortes devem ser mantidos, com o auxílio de um pincel ou de uma pinça, afastados da beirada do vidro de relógio, para facilitar o descarte da água ou etanol de lavagem. O material de descarte deve ser acumulado em um recipiente de vidro à parte, conforme for sendo realizada a lavagem dos cortes. Para diafanizar (ou clarificar) os cortes, acrescentar no próprio vidro de relógio um pouco de hipoclorito de sódio a 50% (água sanitária), aguardando até que os preparados fiquem bem transparentes e lavando-os bem em seguida até retirar todo o hipoclorito de sódio (quando os preparados estiverem bem lavados não deverá mais ser sentido o odor do hipoclorito de sódio na água de lavagem). (4) O material é desidratado em seguida com álcool até que a água seja praticamente toda substituída por álcool etílico a 50%. Na coloração que usa verde firme (fast green) e fucsina básica, corar com o primeiro corante por 1 minuto, lavar com etanol a 50% até retirar todo o excesso de corante; corar em seguida com a solução do segundo corante durante meio minuto, lavando em seguida com etanol 50% para retirar o corante em excesso. Os cortes já estão prontos para serem transferidos, para as lâminas de microscopia. As lâminas podem ser preparadas para receber um ou vários cortes. Para montar o corte em meio semipermanente (glicerina a 50%), ele deverá ser reidratado (até água destilada pura) e transferido em seguida por meio de uma pinça delicada ou um pincel fino para a lâmina; pingar em seguida sobre o corte uma ou duas gotas de glicerina a 50%, colocar uma lamínula por cima, pressionando cuidadosamente para evitar ou eliminar bolhas e vedar com esmalte para unhas. Lâminas semipermanentes como essa que acabou de ser preparada mantêm-se adequadas para observação por vários anos se o procedimento todo for efetuado com cuidados mínimos. II) Técnica (opcional) para o preparo de lâminas permanentes, modificando algumas das etapas descritas no procedimento anterior Para confeccionar uma preparação permanente (em bálsamo do Canadá, não fornecido no kit) espalhar na lâmina de microscopia uma camada fina (uma ou duas gotas, diluídas ou não em igual volume de água) de albumina glicerinada de Mayer com a ajuda de uma segunda lâmina ou de um palito e acrescentar imediatamente o preparado já corado antes que a película seque; para garantir a adesão do corte à lâmina, aquecê-la rapidamente (usando a lâmpada de álcool ou um bico de Bunsen, se disponível); em seguida, contrariamente ao procedimento precedente, o corte, já na lâmina, deverá ser desidratado, passando primeiro por uma série progressiva de concentrações de etanol até álcool a 100%; em seguida o álcool deverá ser substituído pelo xilol, o que é conseguido passando o corte por uma série sucessiva de concentrações de xilol-etanol até xilol puro; pingar então sobre o preparado, ainda embebido ligeiramente em xilol puro, uma ou duas gotas de bálsamo do Canadá e, finalmente, colocar uma lamínula por cima, pressionando-a cuidadosamente para evitar ou eliminar bolhas. Lâminas permanentes como essa que acabou de ser preparada mantêm- se adequadas para observação indefinidamente se o procedimento todo for efetuado com cuidados mínimos. As lâminas assim preparadas devem ser mantidas em posição perfeitamente horizontal durante alguns dias para garantir a imobilização das lamínulas. O processo pode ser acelerado mediante o uso de estufa a 30-35°C. 9 III) Técnica alternativa (opcional) para o preparo de lâminas permanentes, dispensando o uso da albumina glicerinada de Meyer A técnica não é apropriada para ser usada em cortes muito finos, mas fornece resultados muito bons com cortes algo mais espessos. Sem a necessidade do uso do agente diafanizante água sanitária, os cortes são submetidos à sequência de coloração diferencial descrita na técnica descrita no item I. Em seguida as peças são desidratadas mediante imersão em soluções de álcool a 50%, 70% e 100% (1-2 minutos em cada solução); em seguida procede-se à substituição do álcool pelo xilol, o que é obtido por imersão em álcool-xilol (1:1) e por dois banhos em xilol puro (1-2 minutos em cada líquido). Depois disso o material é transferido para uma solução de bálsamo do Canadá em xilol na proporção de 1 parte de bálsamo para 10 a 20 partes de xilol puro, onde poderá permanecer durante várias horas ou mesmo alguns dias (mas podendo ser utilizado depois de 1 a 2 minutos, tempo que deve ser empregado principalmente no caso de cortes mais finos, susceptíveis de sofrerem alterações de dobramento e encolhimento). O tratamento com o xilol puro das últimas fases do processo tem função de diafanizar o material, além de permitir a sua perfeita inclusão em bálsamo do Canadá entre lâmina e lamínula. São válidas as observações constantes no último parágrafo do item II. Figura 2 - Esquema mostrando o procedimento de preparo dos cortes detalhado no item III acima (método simplificado de obtenção de preparados histológicos permanentes. Mostramos a seguir fotografias de alguns preparados histológicos conseguidos usando-se a técnica III descrita acima. As imagens foram obtidas de lupas Leica guarnecidas com digitalizadores, ligadas a programas computacionais que permitem o controle da iluminação, contraste, focalização e o arquivamento das imagens em formato jpg. Aproveitamos a oportunidade para agradecer aos Drs. André L. P. Perondini e Denise S. Scheeepmaker (Departamento de Genética IB USP) a disponibilização do seu equipamento foto-microscópico e a sua disposição e paciência em nos familiarizar com o uso desse material, que empregamos para obter todas as imagens mostradas 10 a seguir. Também agradecemos ao Dr. José R. Pirani (Departamento de Botânica IB USP) pela cuidadosa revisão das imagens e por suas correções e sugestões, a maioria das quais foi incorporada ao presente texto de maneira virtualmente literal. O professor deverá estar preparado para explicar aos alunos detalhes dos cortes e o significado e a função das estruturas tissulares identificadas em cada uma das fotografias. É importante notar, em praticamente todas as figuras dos preparados histológicos, que as estruturas identificadas como «lignificadas» também possuem celulose, com a peculiaridade de terem recebido um depósito de lignina sobre sua parede celulósica. Também é importante lembrar que nas raízes em geral os tecidos vasculares não se organizam em feixes (como é a regra nos caules e outros órgãos aéreos), mas sim formam uma massa central mais ou menos compacta de tecidos vasculares. Ainda em todas as figuras a estrutura identificada como «cutícula/epiderme» deve ser entendida como epiderme com cutícula, uma vez que a cutícula é uma camada inerte depositada sobre as paredes externas das células epidérmicas. Figura 3 - Preparado histológico de um corte de pecíolo de Apium graveolens (aipo). O aipo é uma planta cultivada cujos pecíolos são hipertrofiados, constituindo a sua parte comestível. As estruturas lignificadas (cutícula; feixe vascular correspondente a xilema e esclerênquima; colênquima) coram-se em vermelho (fucsina) e as partes celulósicas (parede das células do parênquima) coram-se em verde (verde firme ou fast green). 11 Figura 4 - Preparado histológico de um corte de folha de Capsicum annuum (pimentão), uma variedade botânica cultivada como a anterior cujofruto (também conhecido como pimentão) é muito apreciado gastronomicamente. As estruturas lignificadas (epiderme e colênquima; feixe vascular correspondente a xilema) coram-se em vermelho (fucsina) e as partes celulósicas (parede das células do parênquima) coram-se em verde (verde firme ou fast green). Figura 5 - Preparado histológico de um corte de caule de Impatiens balsamina (beijo ou beijo de frade), uma planta com flores que possui uma ampla distribuição geográfica. As estruturas lignificadas (cutícula, epiderme e colênquima; esclerênquima e feixe vascular correspondente a xilema) coram-se em vermelho (fucsina) e as partes celulósicas (parede das células do parênquima) coram-se em verde (verde firme ou fast green). 12 Figura 6 - Preparado histológico de um corte de raiz de Monstera deliciosa (costela de Adão), uma planta nativa da América tropical com folhas muito bonitas e frutos comestíveis e amplamente cultivada por seu valor ornamental. Como nas demais ilustrações, as partes lignificadas (cutícula e massa central de tecidos vasculares) coram-se preferencialmente em vermelho (fucsina) e as estruturas celulósicas (paredes das células do parênquima) em verde (fast green). 13 Figura 7 - Preparado histológico de um corte de caule de Piper sp. (piper), uma planta florífera que possui uma ampla distribuição na região tropical. As estruturas lignificadas (cutícula, epiderme e colênquima; esclerênquima e feixe vascular correspondente a xilema) coram-se em vermelho (fucsina) e as partes celulósicas (parede das células do parênquima) coram-se em verde (verde firme ou fast green). Figura 8 - Preparado histológico de um corte de caule de Sphagneticola trilobata (vedélia), uma planta florífera originária da América Central com ampla distribuição na região neotropical. Como nos casos anteriores, as estruturas lignificadas da planta (cutícula, epiderme e colênquima; esclerênquima e feixe vascular correspondente a xilema) coram-se em vermelho (fucsina) e as partes celulósicas (parede das células do parênquima) coram-se em verde (verde firme ou fast green). 14 PROTOCOLO DE PREPARAÇÃO DAS SOLUÇÕES DE CORANTES E OUTRAS SUBSTÂNCIAS, REAGENTES E DROGAS As soluções devem ser preparadas exclusivamente por pessoas com treinamento em técnicas básicas de laboratório químico, o qual deve ser minimamente equipado com aparelhagem adequada, incluindo balança de precisão e capela para manuseio de substâncias nocivas e tóxicas. A filtragem das soluções deve ser realizada preferencialmente em lã de vidro ou no mínimo usando-se papel de filtro analítico. A estocagem das soluções deve ser feita em frascos de vidro neutro âmbar, mantidos ao abrigo da iluminação direta. 1) Azul de astra O corante azul de astra cora em azul a parede primária (celulósica) das células vegetais. Para o preparo da solução alcoólica a 1%, dissolver 2g do corante azul de astra em 200ml (volume final) de álcool etílico a 50% e agitar durante 5 minutos. Filtrar e estocar. O kit contém esta solução do corante já preparada, em pequenas quantidades, para uso apenas do professor, caso ele deseje mostrar aos alunos cortes corados com este corante. 2) Fucsina básica O corante fucsina básica cora em vermelho ou rosa escuro a parede secundária (lignificada) das células vegetais. Dissolver 1g do corante fucsina básica em 200 ml (volume final) de álcool etílico a 50% e agitar durante 5 minutos. Filtrar e estocar. A partir dessa solução (concentrada) a 0,5% podem ser preparadas um soluções mais diluídas (também em álcool etílico a 50%) a 0,1% e a 0,01%, que são mais fáceis de usar quando em associação com os corantes contrastantes azul de astra ou verde firme. O kit contém a solução mais concentrada do corante e a solução a 0,1% para uso eventual do professor. 3) Verde firme (fast green) O corante verde firme cora em verde a parede primária (celulósica) das células vegetais. Para o preparo da solução de trabalho concentrada, dissolver completamente 1g do corante verde firme em uma mistura de 200ml (volume final) de álcool etílico a 50% (ou mais adequadamente, em uma mistura de 200 ml de álcool etílico absoluto e metilcelosolve na proporção de 1:1), filtrar e estocar em frasco âmbar. Esta solução concentrada (solução mãe) pode ser usada diretamente, mas soluções bem mais diluídas são mais fáceis de controlar quando combinadas com o corante contrastante fucsina básica. Para obter uma dessas soluções, num frasco separado misturar em proporções iguais etanol puro (100%) e xilol. Na hora de usar o corante, acrescentar 0,5ml da solução-mãe concentrada a um volume total de 100ml da solução álcool-xilol (solução diluída de uso). O kit contém a solução mais concentrada do corante já preparada. Como o caso da fucsina, a solução mais diluída do corante poderá ser eventualmente usada, a critério do professor. 15 4) Solução de lugol A reação com lugol localiza os depósitos intracelulares de amido, que tomam uma coloração azulada ou marrom muito intensa. Para o preparo da solução de uso, dissolver 2g de iodeto de potássio em água destilada e acrescentar 2g de iodo ressublimado de tal modo que o volume final seja de 200ml. A mistura com iodo deve ser realizada dentro da capela do laboratório, com a finalidade de se evitarem os vapores da fração de iodo sólido que se sublima naturalmente. Agitar muito bem, deixando em repouso (algumas horas a uma semana), filtrar e guardar em frasco âmbar. Para aplicar o lugol (verificação da “reação com lugol”) basta colocar os cortes, sem diafanizá-los, em cima da lâmina, adicionar algumas gotas do reagente e montar com o próprio reagente a lâmina semi- permanente. A coloração típica da reação se perde de maneira relativamente rápida com o passar do tempo. Esta solução de lugol já preparada está incluída no kit. Trata-se de uma atividade separada, que será usada pelo professor para detecção de amido nas preparações histológicas. 5) Outras soluções de corantes A escola poderá adquirir outros corantes normalmente usados em preparações histológicas vegetais, como a safranina, o cristal violeta (violeta de genciana) e o azul de metileno. Detalhes sobre seu uso e suas propriedades tintoriais, bem como sobre o preparo de suas soluções, podem ser encontrados em textos acessíveis como os de Beçak & Paulette (s/data) e Kraus & Arduin (1997), que consultamos para o preparo deste texto e cuja leitura indicamos para os mais interessados. Pequenas quantidades desses corantes foram preparadas para uso eventual pelo professor e também fazem parte do kit. Referências Beçak W, Paulette-Vanrell J. Técnicas de citologia e histologia. Livraria Nobel, São Paulo, s/data. Kraus J.E.; Arduin M. Manual básico de métodos em morfologia vegetal. Editora Universidade Rural, Seropédica, 1997 Otto P.A. Construção e uso de um micrótomo de mão, empregado para obtenção de cortes finos de tecidos vegetais e animais. Genética na Escola v. 6, n.1, p. 27-33, 2011 (http://www.geneticanaescola.com.br/ Ano6vol1.html). Otto, P.A, Dessen E.M.B. Observação da estrutura interna dos vegetais. Guia de uso de micrótomo manual https://genoma.ib.usp.br/files/upload/44/corte-e-coloracao.pdf https://genoma.ib.usp.br/files/upload/44/manual-2.pdf https://genoma.ib.usp.br/files/upload/44/protocolo-microtomo-final.pdf 16 https://genoma.ib.usp.br/files/upload/44/corte-e-coloracao.pdf https://genoma.ib.usp.br/files/upload/44/manual-2.pdf https://genoma.ib.usp.br/files/upload/44/protocolo-microtomo-final.pdf ObservaçãO da estrutura interna dOs vegetaisOrganização: Paulo Alberto Otto Eliana Maria Beluzzo Dessen Colaboração: Verônica Angyalossy Diagramação: Regina de Siqueira Bueno O Micrótomo manual Cabo, por onde o instrumento é seguro tubo cortador tubo extrator tubo cortador vidro de relógio navalha tubo extrator Micrótomo Poço em que é colocado o material a ser seccionado Platina,onde é apoiado o instrumento de corte borboleta usada para girar o parafuso que empurra o cilindro de alumínio com o material a ser seccionado no poço. Cada 1/10 de volta produz cortes com cerca 50 a 100 µm. Conteúdo do Kit 117 Obtenção de suporte para cortar os órgãos vegetais 1 3 5 6 Cortar uma fatia de cenoura com 1 cm de espessura. Usar o tubo extrator para retirar o cilindro de cenoura de dentro do tubo cortador. Usar a faca para fazer um sulco longitudinal nos lados internos dos pedaços de cenoura obtidos no item anterior. Esta peça será usada para obter cortes de caules e raízes. 2 Pressionar o tubo cortador do micrótomo sobre a parte mais central da fatia de cenoura. Manter o tubo cortador na posição vertical. Repetir os passos 1 a 4 para obter um segundo cilindro de cenoura cortado ao meio. NÃO fazer o sulco interno (passo 5) neste cilindro de cenoura. Esta peça será usada para obter cortes de estruturas planas, como folhas. 1 cm 4 Cortar ao meio o cilindro de cenoura com o auxílio da faca. 218 1 3 5 4 6 Colocar o pedaço de folha que deseja estudar numa das metades do cilindro de cenoura. Colocar o cilindro de cenoura contendo o tecido a ser estudado no orifício do micrótomo de mão. Regular a profundidade do orifício movendo o parafuso central pela borboleta para que o cilindro de cenoura se encaixe perfeitamente. Colocar cuidadosamente a fatia do tecido obtida (sem a cenoura), com o auxílio de pincel sobre um vidro de relógio contendo 20 gotas de água. Repetir o procedimento para obter outras fatias. 2 Colocar a outra metade do cilindro sobre o tecido a ser estudado como em um sanduiche Usar a navalha de mão para cortar uma fina fatia de cenoura + tecido. Manter a navalha na posição horizontal, paralela à platina do micrótomo. Desprezar esta primeira fatia. Girar muito pouco a borboleta no sentido horário (cerca de de volta). Usar a navalha para fazer mais um corte. Selecionar, com o auxílio de uma lupa de mão, as fatias mais finas obtidas. Transferir com o auxílio do pincel os cortes desejados para outro vidro de relógio contendo 10 gotas de água + 10 gotas de hipoclorito de sódio. Aguardar 5 minutos. Obtenção de cortes finos de caules e raízes 3 5 minutos Á gu a de st ila da H ip oc lo rit o d e só di o 19 Coloração dos tecidos vegetais cortados 1 3 5 6 Lavar os cortes obtidos para a retirada do hipoclorito de sódio. A lavagem é feita escorrendo-se a solução de hipoclorito do vidro de relógio e acrescentando-se água destilada. Repetir o procedimento até não sentir mais o cheiro de hipoclorito de sódio. Escorrer o etanol 70% do vidro de relógio. Usar o pincel para manter os cortes no vidro de relógio. Acrescentar 20 gotas de etanol 50%. Aguardar 3 minutos. Escorrer o etanol 50%. Acrescentar sobre os cortes, com a pipeta de plástico, 1ml de etanol 50%. Escorrer o etanol contendo o excesso de corante e acrescentar mais 1 ml de etanol 50%. 2 Desidratar os tecidos cortados acrescentando sobre os tecidos, no vidro de relógio, 20 gotas de etanol 70%. Aguardar 3 minutos. Colocar sobre os cortes 5 gotas do corante fucsina 0,5%. Aguardar 30 segundos. 4 Colocar sobre os cortes 5 gotas do corante verde firme (fast green) 0,5%. Aguardar 1 minuto. 3 minutos 3 minutos 1 minuto 30 segundos 420 Coloração dos tecidos vegetais cortados 7 11 Acrescentar sobre os cortes, com a pipeta de plástico, 1mL de etanol 50%. Escorrer o etanol contendo o excesso de corante e acrescentar mais 1 mL de etanol 50%. Repetir o procedimento até que não haja restos de corante no etanol. Observar ao microscópio nos aumentos de 40 e de 100 vezes. Desenhar as estruturas observadas. 8 Transferir os cortes para uma lâmina de vidro, com o auxilio do pincel. Cobrir os tecidos cortados e corados com 1 gota de glicerina 50%. O corante verde firme cora de verde a parede primária das células (celulósica) e o corante fucsina cora em rosa escuro a parede secundária das células (lignificadas). continuação 10 Vedar as bordas da lamínula com esmalte incolor. Esta é uma preparação semipermanente que pode durar vários meses. 40x 100x 9 Cobrir a preparação com uma lamínula. 521
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