Microscópios: História e Funcionamento

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CÉLULA
Profa Dra Ana Beatriz Almeida
Um micrômetro -1 milímetro divide em mil 
partes. Cada parte desta equivale a 1 µm .
. 
Nanômetro
COMO VISUALIZAR CÉLULAS
E ESTRUTURAS CELULARES?
MICROSCÓPIO ESTEREOSCÓPIO SIMPLES
UM SISTEMA DE LENTES
SOROS DE POLIPÓDIOS VISTOS EM LUPA 
BINOCULAR
BRIÓFITAS EM LUPA BINOCULAR
LÍQUEM EM LUPA BINOCULAR
Pseudevernia furfuracea
MICROSCÓPIO COMPOSTO
DOIS SISTEMAS DE LENTES
Histórico
• Final do século XVI:
– a invenção do microscópio é atribuída aos 
holandeses Hans Janssen e Zacharias Janssen,
fabricantes de óculos;
Zacharias Jansen e um microscópio
que, acredita-se, tenha sido
fabricado por ele. O modelo foi
encontrado na Holanda, no século
XVII
Histórico
• 1610 – Itália
– Galileu Galilei (1564-1642) 
– construiu o primeiro aparelho batizando-o de 
microscópio;
– aperfeiçoou o modelo dos holandeses, dispondo as 
lentes de maneira parecida à adotada em sua luneta 
astronômica;
Modelo de microscópio italiano, possivelmente utilizado por 
volta do ano 1600. Os modelos italianos eram simples e pequenos – aumento de 9 vezes
Histórico
• Em 1665:
– o cientista inglês Robert Hooke (1635-1703) passou 
a moldar vidro líquido e com os glóbulos de vidro 
moldados obteve lentes muito melhores do que as 
produzidas com vidros de aumento
– essa inovação permitiu-lhe montar um microscópio 
bastante eficiente e realizar importantes 
descobertas, uma das quais foi observar – pela 
primeira vez na história – as células de uma lâmina 
de cortiça.
Histórico
• Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723)
– Primeiro a registrar e sistematizar suas 
observações científicas; 
– Usando microscópios de sua própria 
construção, com lente única (microscópio 
simples), observou e relatou as formas e o 
comportamento dos microrganismos, sendo 
por isso considerado o pai da Microbiologia. 
Medidas Usadas no estudo das Células
Microscopia
• Tipos Básicos de Microscópios:
– Lupa
• Aumento de dezenas de vezes
– Microscópio Óptico
• Aumento de centenas de vezes
– Microscópio Eletrônico
• Aumento de centenas de milhares de vezes
Microscópio Óptico
Século XVI Galileu microscópio simples - lupa. 
Século XVII Antonie Van Leeuwenhoek microscópio simples
Zacharias Jansen microscópio composto
Robert Hooke “descobridor” da célula.
Microscópio Óptico
Lentes ocular e Objetiva
Luz (λ)
Amostra
O MICROSCÓPIO ÓPTICO
O MICROSCÓPIO 
ÓPTICO
Serve para ampliar um objeto.
Funciona com um conjunto de lentes
(ocular e objetiva) que ampliam a imagem.
A Iluminação é natural ou artificial.
É constituído por uma parte mecânica que
suporta e permite controlar uma parte óptica
que amplia as imagens.
Ocular
Canhão
Revólver
ObjectivasBraço
Platina
Fonte luminosa
Diafragma
Pé ou base
Parafuso macromético
Parafuso micromético
Pinças
Condensador
Oculares
Ampliam a imagem 
fornecida pelo sistema 
de objetivas.
Canhão ou tubo
Serve de 
suporte ao 
sistema ocular
Braço
Serve de 
suporte à 
platina e ao 
revólver. 
Revólver
Serve de suporte às 
objectivas e permite 
a sua mudança.
Objectivas
Amplia a imagem 
do objeto que será 
observado. 
Platina
Serve de suporte à 
preparação a observar. 
Tem uma abertura na 
parte central (janela da 
platina). 
Condensador
Distribui regularmente no 
campo da preparação a 
luz que atravessa o 
diafragma 
Diafragma
Regula a intensidade da luz 
captada pelo espelho e 
que incide na preparação. 
Fonte de Luz
Parafusos Macrométrico e Micrométrico
Permite movimentos (de 
maior ou menor amplitude) 
de aproximação ou 
afastamento entre a 
preparação e as objectivas. 
Base ou pé
Constitui a base 
de suporte de 
todos os 
elementos do 
microscópio. 
MICROSCÓPIO ELETRÔNICO
Microscópio Eletrônico
Século XX
1933 E. Ruska constrói o 1º microscópio electrônico 
1937 Manfred von Ardenne SEM
1938 E. F. Burton , C. Hall, J. Hillier e A. Prebus TEM
1982 BinnigandRoher - IBM STM
Lentes
Bobinas
Placas 
paralelas
Imagem
(sist. óptico):
Olho humano
Câmera
Sist. Óptico 
eletrônico
Fonte de luz Fonte de e-
MICROSCÓPIO ELETRÔNICO
• Tipos de microscópios eletrônicos:
– Transmissão – MET - usado para a observação 
de cortes ultrafinos;
– Varredura – MEV - capaz de produzir imagens 
de alta ampliação usado para a observação de 
superfícies;
– Tunelamento - MEVT - para visualização de 
átomos.
Microscópio Eletrônico de Transmissão – MET
• A imagem final é projetada sobre um anteparo de observação, que é recoberto com um 
material que fluoresce quando irradiado com elétrons, ou sobre uma placa fotográfica.
• Intervalo de aumento  1.000x a 200.000x.
• Poder de resolução = 1nm (200x maior que o MO) 
–Transmissão – MET - usado para a 
observação de cortes ultrafinos;
Braz. J. Vet. Res. Anim. Sci. vol.39 no.1 São Paulo 2002
-Imagens de superfície (1 a 6 μm);
-Varredura: bobinas defletoras;
-Alto vácuo;
-Elétrons secundários ou retroespalhados;
-Ddp entre catodo e anodo;
-Aumento de 10 – 100000 x
-Resolução máxima: 10 nm depende das:
• espessura do feixe,
• interação do feixe com amostra,
• velocidade de varredura.
Varredura – MEV - capaz de produzir imagens de alta 
ampliação usado para a observação de superfícies;
EDS – Energy Dispersive System
Microsópio de Tunelamento
Tunelamento - MEVT -
para visualização de 
átomos.
Imagem de uma superfície reconstruída de ouro
Célula
 Unidade Funcional do indivíduo
 Há dois tipos
a) Procariontes (ausência de organelas e carioteca – bactéria e cianofíceas)
b) Eucariontes (maioria dos animais e plantas)
As células aos poucos se modificam e se especializam. Esse processo se 
chama Diferenciação celular.
As células apresentam duas partes fundamentais: o citoplasma e o núcleo. 
Citoplasma 
 O componente mais externo do citoplasma é a membrana plasmática, que é o 
limite entre o meio intracelular e o ambiente extracelular. 
 No citoplasma se localiza o citoesqueleto, e os depósitos ou inclusões, geralmente 
temporários, de hidratos de carbono, proteínas, lipídios ou pigmentos. 
Membrana plasmática 
CONSTITUIÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA
As membranas celulares são compostas, principalmente, por duas camadas de moléculas 
de fosfolipídios, como se os grupamentos não polares (hidrofóbicas) voltadas para o 
centro da membrana. 
Os grupamentos polares (hidrofilicos) desses lipídios ficam nas duas superfícies da 
membrana. 
As membranas celulares contém outros lipídios como glicolipídeos e colesterol. 
 O microscópio eletrônico confirmou que as moléculas proteicas se inserem parcial ou 
totalmente na membrana. Algumas dessas moléculas são poros funcionais, por onde 
transitam certos íons e moléculas.
 Outras proteínas da membrana plasmática são receptores de hormônios ou de outras 
moléculas sinalizadoras, estruturais do meio extra-celular. 
 As proteínas integrais estão diretamente incorporadas na estrutura da membrana, meninas 
periféricas estão apenas fracamente associadas a membrana. 
 Algumas proteínas integrais, denominada proteínas transmembrana, atravessam inteiramente a 
membrana, saliência tanto na face intracelular (citoplasma) na superfície externa da membrana. 
 As proteínas transmembrana podem ser divididas em: Proteínas de passagem única e proteínas de 
passagem múltipla. 
 A superfície externa da membrana é recoberto por uma camada mal delimitada, rica em hidrato de 
carbono, o glicocálice.TRANSPORTE NA MEMBRANA PLASMÁTICA
 As trocas de substâncias ocorrem através da membrana. Moléculas 
pequenas e alguns ions (sódio, potássio e cálcio) podem atravessar a 
membrana por canais constituídos pelas proteínas integrais. 
 Quando essa Travessia não consome energia, é chamada de difusão passiva. 
 Quando consome energia é denominada de transporte ativo. 
 Outras vezes a transferência se realiza com a participação de proteínas 
carreadoras localizadas na membrana mas sem gasto de energia, chamado 
transporte facilitado.
Transporte 
passivo ou 
Difusão
Transporte 
ativo
-Difusão simples
OBS: OSMOSE
-Difusão facilitada 
-Bicamada de lipídeos
-Proteínas canais
- Proteínas transportadoras
- Primário
- Secundário 
-Transportes 
em massa
proteínas 
transportadoras
proteínas 
transportadoras
-Bomba de sódio potássio ATPase e
-Bomba de cálcio ATPase
-Simporte (cotransporte)
-Antiporte (contratransporte)
-Endocitose: 
- Exocitose:
-Fagocitose
-Pinocitose
TIPOS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA
ENDOCITOSE E EXOCITOSE
 A entrada de material na célula se chama endocitose. 
 Exocitose é o processo equivalente, porém na direção oposta de dentro para fora da 
célula. 
 Há 3 variedades de endocitose: Pinocitose de fase fluida, mediada por receptores e 
fagocitose.
Pinocitose de fase fluida
 Na pinocitose de fase fluida se formam pequenas invaginações da membrana, que 
envolvem o fluido extracelular e as substâncias nele contida. 
 As vesículas de pinocitose destacam-se da membrana pela atividade do 
citoesqueleto e se fundem com os lisossomos. 
Endocitose mediada por receptores
 A superfície celular contém receptores para 
diversas moléculas. Esses receptores 
podem estar espalhados por toda a 
superfície da célula ou localizados em áreas 
restritas, denominadas fossetas cobertas.
 A molécula que tem grande afinidade 
determinado receptor é o seu ligante.
 O cobertura da Fonseca, que se localiza na 
face citoplasmÁtica da membrana, É 
formada de Várias proteínas 
principalmente clatrina
 Arrastadas pelos filamentos do 
citoesqueleto as fossetas cobertas se 
destacam da membrana plasmática e 
formam as vesículas cobertas
• As vesículas cobertas logo que penetram no citoplasma perdem o revestimento de 
clatrina e se fundem com os endossomos.
• Os receptores separam-se de seus ligantes em razão da acidez do endossomo e 
podem retornar à superfície celular para serem reutilizados.
• Em alguns casos o ligante devolvido ao meio extracelular para ser utilizado novamente 
Fagocitose 
 Alguns tipos celulares como os Macrófagos e os leucócitos são especializados em 
engloba e eliminar bactérias fungos protozoários células lecionadas de moléculas que 
se tornaram desnecessárias no meio extracelular.
 Para ocorrer a fagocitose e a célula deve emitir prolongamentos laminares chamados 
pseudopodes que se estendem sobre o microorganismo 
https://www.youtube.com/watch?v=rPLfnZHcICA
Exocitose 
Consiste na fusão de vesículas 
citoplasmaticas com a membrana 
plasmática e na expulsão do conteúdo da 
vesícula para fora da célula, sem que haja 
rupturas da superfície celular.
Captação de sinais
As Moléculas sinalizadores extra celulares participam de 
três tipos de comunicação:
 Na Sinalização endócrina: As moléculas sinalizadores 
são chamadas hormônios chegam as células alvo 
transportadas pelo sangue. Célula alvo são aquelas 
que tem receptores para um determinado sinal 
quImico. 
 Na sinalização parácrina as moléculas agem apenas 
no local atuando em células que estão próximas sendo 
rapidamente e nativas. 
 Quando a secreção autócrina atua sobre um mesmo 
tipo celular que a sintetizou recebe o nome de 
sinalização autócrina. 
 As moléculas sinalizadores diferem quanto a solubilidade na água
 As moléculas pequenas Hidrofobicas, ou seja, como os hormônios esteroides e os da tireoide 
difundem se através da membrana celular e ativam proteínas receptores localizadas dentro das células.
 As moléculas sinalizadores Hidrofilicas incluindo os Neurotransmissores, a maioria dos hormônios e 
muitos mediadores químicos de ação local ativo proteínas receptores localizados na superfície da célula 
alvo. 
Mitocôndria 
 As mitocôndrias transformam a energia química 
contida nos metabólitos citoplasmáticos em 
energia facilmente utilizável pela célula.
 Aproximadamente 50% dessa energia é 
armazenada nas ligações fosfato do ATP, ou 
adenosina trifosfato, e os 50% restantes são 
dissipados sob a forma de calor utilizado para 
manter a temperatura do corpo.
 A atividade da enzima ATPase muito comum nas 
células libera energia armazenada no ATP quando 
a célula dela necessita para realizar trabalho seja 
osmótico, mecânico, elétrico, químico ou de outra 
natureza.
 O delineado das mitocôndrias se apresenta como 
filamentos duplos e circulares semelhantes aos 
cromossomos das bactérias. Esses filamentos são 
sintetizados na mitocôndria e sua duplicação é 
independente do DNA do núcleo celular. As 
mitocôndrias contém os três tipos de RNA:
 RNA ribossômico,
 RNA mensageiro
 RNA de transferência
Complexo de Golgi
O complexo de Golgi também chamado 
aparelho de Golgi é um conjunto de 
vesículas achatadas empilhadas com as 
porções laterais dilatadas.
O complexo de Golgi completa as 
modificações pós tradução, empacota e 
coloca um endereço nas moléculas 
sintetizadas pela célula, encaminhando 
as principalmente para vesículas de 
secreção, para lisossomos o para a 
membrana celular.
Lisossomos
 São vesículas delimitadas por membrana 
contendo mais de 40 enzimas Hidrolíticas 
com a função de digestão intra 
citoplasmática.
 São encontrados em todas as células 
porém são mais abundantes nas 
fagocitarias como os Macrófagos e os 
leucócitos neutrófilos. 
 As enzimas dos lisossomos são segregadas 
no retículo endoplasmático granuloso e 
transportadas para o complexo de Golgi no 
qual são modificadas e empacotadas nas 
vesículas que constituem os lisossomos 
primários
 Os lisossomos que ainda não participam 
de processo digestivo são denominados 
lisossomos primários
 Partículas do meio extracelular 
são introduzidas na célula por 
meio da fagocitose. 
 A membrana dos lisossomos 
primários fundem-se com a dos 
fagossomos, misturando as 
enzimas com o material a ser 
digerido. 
 A digestão intracelular tem lugar 
dentro desse novo vácuo que é 
chamado de lisossomos 
secundário.
Proteassomos
 Os proteassomos são complexos de diversas protease que digerem proteínas. 
 A degradação de proteínas é necessária para remover excessos de enzima e outras 
proteínas, quando elas, após exercerem suas funções normais, tornam-se inúteis 
para célula.
 Os proteja somos também destroem moléculas proteicas que se formam com 
defeitos estruturais e as proteínas codificadas por um vírus que seriam usadas para 
produzir novos vírus.
Peroxissomos
 São organelas esféricas limitadas por membranas. 
 Utilizam grandes quantidades de oxigênio porém não produzem ATP, não 
participando diretamente do metabolismo energético. 
São as organelas responsáveis pelo 
armazenamento das enzimas citoplasmáticas 
diretamente relacionadas com o metabolismo 
do peróxido de hidrogênio
Citoesqueleto
É uma rede complexa de microtúbulos, filamentos de actina e filamentos intermediários. 
Essas proteínas estruturais influem na forma das células e, junto com as proteínas 
motoras, possibilitam osmovimentos de organelas e vesículas citoplasmáticas.
Microtúbulos 
 Os microtúbulos são estruturas encontradas no 
citoplasma e prolongamentos celulares, como 
cílios e flagelos.
 A subunidade que constitui os microtúbulos é 
um heterodímero formado por moléculas das 
proteínas alfa e beta tubulina.
 Os microtúbulos constituem o substrato para os 
movimentos intracelulares .
 Esses movimentos guiados pelos microtúbulos 
são impulsionados por proteínas motoras, que 
utilizam energia de até ATP. 
Filamentos de actina
 A atividade contrátil do músculo resulta 
primariamente da interação de duas 
proteínas actina e miosina.
 A actina encontrada no músculo como 
filamentos finos compostos de subunidades 
globulares organizadas em uma hélice