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CITOLOGIA RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: INTRODUÇÃO AS FERRAMENTAS DA BIOLOGIA CELULAR Professora responsável: Ana Paula Camargo Alunos: Nicolas Gomes Rodrigues Abril/2015 Ferramentas da Biologia Celular : Microscopia Como em todas as ciências experimentais, a pesquisa em biologia celular depende de técnicas laboratoriais que possam ser usadas para estudar a estrutura e a função celular. Avanços muito importantes na compreensão das células têm sucedido diretamente o desenvolvimento de novas técnicas, que permitiram novos meios de investigação.O exame das metodologias experimentais disponíveis para a biologia celular é essencial para a compreensão tanto da situação atual como do direcionamento futuro dessa área de avanço rápido da ciência. A fixação do material é essencial para preservar a morfologia e a composição química dos tecidos e das células. Consiste na morte destas de maneira tal que as estruturas que tinham em vida conservem-se com um mínimo de artifícios. Para poder ser observado ao microscópio, o tecido deve ser cortado em lâminas delgadas por meio de instrumentos chamados micrótomos. Esta técnica exige que o tecido tenha sido incluído em um material qiue lhe confira certa consistência. Se o tecido tiver de ser corado com os métodos convencionais, é incluído em parafina ou celoidina. Para poder ser infiltrado pelo material de inclusão, o tecido deve ser desidratado. Microscopia Ótica Já que a maioria das células é muito pequena para ser vista a olho nu, o estudo das células depende fortemente do uso de microscópios. Na realidade, a descoberta das células resultou do desenvolvimento do microscópio: Robert Hooke inventou o termo “célula” após suas observações de um pedaço de cortiça com um microscópio ótico simples, em 1665. O microscópio ótico permanece como um instrumento básico dos biólogos celulares, com o aperfeiçoamento técnicos permitindo a crescente visualização de detalhes da estrutura celular. Os microscópio óticos atuais são capazes de ampliar objetos até mil vezes. Já que a maioria das células tem entre 1 e 100 µm de diâmetro, elas podem ser observadas por microscopia ótica, como também o podem algumas das organelas subcelulares maiores, como núcleo, cloroplastos e mitocôndrias. Entretanto, o microscópio ótico não é suficientemente poderoso poderoso para revelar detalhes finos da estrutura celular, já que a resolução – a habilidade de um microscópio de distinguir objetos separados por distâncias pequenas – é mais importante do que a ampliação. Imagens podem ser ampliadas tanto quanto desejado (por exemplo, por projeção em uma tela grande), mas a ampliação não aumenta o nível dos detalhes que podem ser observados. O poder do microscópio ótico foi consideravelmente expandido pelo uso de câmaras digitais e computadores para análise e processamento das imagens. Os sistemas eletrônicos de análise e processamento de imagens podem melhorar substancialmente o contraste das imagens obtidas com o microscópio ótico, permitindo a visualização de pequenos objetos que de outro modo não seriam detectados. Por ecemplo, a microscopia de contraste de interferência diferencial intensificada por vídeo permite a visualização do movimento das organelas através dos microtúbulos, que são filamentos protéicos do citoesqueleto com um diâmetro de apenas 0,025 µm. Entretanto, esta amplificação não ultrapassa o limite teórico da resolução do microscópio ótico, de aproximadamente 0,2. A microscopia ótica tem sido usada no nível de análise molecular por métodos de marcação de molécular por métodos de marcação de moléculas especificas, e assim elas podem ser visualiazadas no interior das células.7 A microscopia de fluorescência é um método muito sensível e amplamente usado para o estudo da distribuição intracelular de moléculas. Um corante fluorescente é usado para marcar a molécula de interesse dentro de células fixadas ou vivas. A microscopia confocal combina a microscopia de fluorescência com a análise eletrônica de imagens para obter imagens com contraste e detalhes aumentados. A microscopia de escitação multifóton é uma alternativa para a microscopia confocal que pode ser usada em células vivas. A amostra é iluminada com um comprimento de onda de luz que, para excitar o corante fluorescente, necessita da absorção simultânea de dois ou mais fótons. A Microscopia Eletrônica Em razão do limite da resolução do microscópio ótico, a análise de detalhes da estrutura celular requer o uso de técnicas microscópicas mais potentes – por exemplo, a microscopia eletrônica, que foi desenvolvida na década de 1930 e foi usada pela primeira vez para a análise de amostras biológicas por Albert Claude, Keith Porter e George Palade durante os anos de 1940 e 1950. O microscópio eletrônico pode alcançar uma resolução muito maior que a obtida pelo microscópio ótico porque o comprimento de onda dos elétrons é menor do que o da luz. Existem dois tipos de microscopia eletrônica, a de transmissão e varredura. A microscopia eletrônico de transmissão é similar à observação de células coradas com o microscópio de campo claro. As amostras são fixadas e coradas com sais de metais pesados, que fornecem contraste através da dispersão de elétrons. Um feixe de elétrons é passado através da amostra e focado para formar uma imagem em uma tela fluorescente. A microscopia eletrônica de varredura, é usada para dar uma imagem tridimensional das células. O feixe de elétrons não passa através da amostra. Em vez disso, a superficie da célula é coberta com um metal pesadol, e um feixe de elétrons é usado para varrer a superficie da amostra. A seguir estão listadas as principais partes de um microscópio de luz convencional. Parte Mecânica Base, suporte ou pé: Sustenta todo o conjunto do microscópio, sua forma é variada, podendo ser retangular ou oval. Braço, coluna ou estativa: Sustenta o tubo do microscópio e se articula com a base. Tubo ou Canhão: Suporte das lentes oculares e abriga um prisma. Revólver ou porta-objetivas: Suporte de objetivas, fixado à extremidade inferior do tubo, que serve para facilitar a substituição de uma objetiva por outra, colocando-as por rotação em posição de observação. Platina: Mesa em miniatura que apresenta um orifício central para a passagem da luz, é o local onde se coloca a lâmina, que fica presa por meio de pinças ou presilhas, e é desloca da lâmina na platina é efetuado pelo charriot (sistema de botões de deslizamento). A platina pode apresentar também um sistema de escalas, para a marcação de pontos para o estudo. Macrométrico: Botão giratório que permite movimentos mais amplos da platina em direção às objetivas ou vice-versa, localiza-se lateralmente na coluna do microscópio. É utilizado na focalização inicial do material de estudo na lâmina. Micrométrico: Botão giratório que permite movimentos mais delicados da platina em direção às objetivas, ou vice-versa; utilizado para a focalização final do objeto. Localiza-se próximo ao macrométrico ou acoplado a ele. Atua no ajuste final da focalização do material de estudo na lâmina. Alguns microscópios apresentam apenas um parafuso, representando macro e micrométrico. Sistema de Iluminação Fonte de luz: Localizada na base do microscópio. Fornece os raios luminosos necessários para a observação do material, pode ser difusa, pela presença de vidro fosco. Condensador: Conjunto de lentes, situado abaixo da platina, que concentra a luz difusa da fonte para a iluminação uniforme do objeto em estudo.O botão do condensador, localizado lateralmente, é utilizado para sua movimentação. Diafragma: Localizado no plano focal posterior do condensador, regula a intensidade do feixe luminoso que chega ao objeto, possibilitando maior nitidez da imagem. Alguns microscópios apresentam diafragma na própria fonte de luz. Filtros: Normalmente de vidro colorido, servem para absorver parte do espectro de radiações luminosas, permitindo utilizar faixas estreitas de comprimentos de ondas selecionados. São muito utilizados para aumentar o contraste de determinadas estruturas celulares. Sistema Óptico de Observação Lentes Oculares: Sistema de lentes próximas ao olho do observador (mono, bi ou trinocular). Aumenta a imagem do objeto obtida pelas objetivas. O aumento das lentes oculares em geral é de 8 ou 10 vezes, e a inscrição Kpl (Kompens Plan), quando presente, indica a especificação de correção para campos de visão maiores e planos. Lentes Objetivas: Situadas próximas ao objeto formam uma imagem real e invertida do mesmo. Existem vários tipos de objetivas: acromática, fluorita, planacromática, apocromática e planapocromática. As objetivas trazem inscrições que especificam suas características, por exemplo: As objetivas podem permitir observação a seco, ou seja, entre a lâmina ou lamínula e a objetiva existe apenas o ar; ou de imersão, quando se utiliza entre a lamínula e a objetiva um fluido transparente, de índice de refração o mais próximo o possível da lente. As objetivas de 100x são sempre de imersão. Em geral são utilizados água, glicerina ou, mais comumente, óleo de cedro ou sucedâneo sintético. Cuidados com o Microscópio Verificar o equipamento (microscópio) e materiais a serem utilizados em aula; Limpar a lâmina a ser visualizada (com papel fino); Verificar a objetiva, iniciar com a objetiva de menor aumento (panorâmica); Ligar corretamente o microscópio (verificar a voltagem); Verificar a intensidade de luz; Verificar charriot, ajustando ao campo de observação; Colocar a lâmina na platina (lamínula na parte superior); Realizar a iluminação de Köhler (ver a seguir); Focalizar o material com os botões macro e micrométrico; Ajustar o campo de visão com o uso do charriot; Ajustar as oculares (distância interpupilar e o foco diferencial para binoculares); As mudanças de objetivas devem ser feitas sempre rotando o revólver, não as lentes; A cada mudança de objetiva verificar a iluminação e o foco; Ao término do uso do microscópio deixar a objetiva de menor aumento selecionada (panorâmica), abaixar a platina, remover a lâmina; Caso tenha sido utilizado meio de imersão limpe com delicadeza a objetiva (papel fino). Iluminação de Köhler O objetivo da iluminação de Köhler é obter a melhor visualização possível do objeto, ajustando a intensidade de luz incidente e sua distribuição uniforme, com a centralização da fonte de luz. Segue a descrição resumida do passo a passo da iluminação de Köhler: Utilizar primeiramente a objetiva de 10x; Posicionar o material a ser observado; Levantar completamente o condensador (com o uso do respectivo botão); Fechar o diafragma de campo e o do condensador em 2/3; Abaixar lentamente o condensador até que se visualize nitidamente o diafragma de campo (forma a imagem de um octógono, as bordas devem ser bem nítidas); Centralizar a imagem observada com o uso dos dois parafusos pequenos frontais no condensador; Abrir o diafragma de campo até a imagem do octógono desaparecer; Ajuste o contraste com a abertura do diafragma de campo para a visualização ideal da imagem REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ROBERTIS, Eduardo de; HIB, José. Bases da Biologia Celular e Molecular. 4. ed.- Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006. COOPER, Geofrey M; HAUSMAN, Robert E. A Célula: uma abordagem molecular. 3. ed. – Porto Alegre: Artmed, 2007. MELLO,MLS; VIDAL,BC. Práticas de Biologia Celular, Ed. Edgard Blucher Ltda, 1980.
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