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Universidade de Santa Cruz do Sul – UNISC
Departamento de Biologia e Farmácia 
Citologia
Introdução
Prof. Dr. Andreas Köhler
2º Semestre 2012
Prof. Dr. Andreas Köhler
Laboratório de Entomologia:
Sala 1509
Telefone: 51 - 37177529Telefone: 51 - 37177529
E-mail: andreas@unisc.br
Biologia celular ou citologia é o ramo da biologia que estuda
as células no que diz respeito à sua estrutura, suas
funções e sua importância na complexidade dos seres
vivos.
A citologia concentra-se no entendimento do funcionamento
dos vários sistemas celulares, o aprendizado de como estas
células são reguladas e a compreensão do funcionamentocélulas são reguladas e a compreensão do funcionamento
de suas estruturas.
A citologia é um estudo detalhado dos componentes da
célula. Estes componentes são de importância vital para a
vida da célula e em geral para a vida dos seres vivos (os
quais são formados por células).
Anatomia
Histologia
Citologia
Bioquimica
A ORGANIZAÇÃO DAS CÉLULAS
A célula: unidade básica da vida
Teoria celular:
- Todos os organismos são compostos de células. 
- Todas as células são originadas a partir de células- Todas as células são originadas a partir de células
preexistentes.
Cada célula contem pelo menos 10 mil tipos diferentes de
moléculas para transformar matéria e energia, responder aos
seus ambientes e reproduzir.
O tamanho da célula
Muitas células são pequenas. O volume das células varia de 1
a 1.000 µµµµm3; as células são minúsculas. A razão para isso está
relacionada à mudança na razão de área da sua superfície e
volume de qualquer objeto que aumenta em tamanho. À medida
que a célula aumenta em volume, a área de sua superfície
também aumenta, mas não na mesma proporção.
Esse fenômeno tem um grande significado biológico porque o
volume de uma célula determina a quantidade de atividadevolume de uma célula determina a quantidade de atividade
química realizada por unidade de tempo, mas a área de sua
superfície determina a quantidade de substâncias que uma
célula pode catar de seu ambiente externo e a quantidade de
resíduos que pode ser liberados ao ambiente.
Isso explica por que organismos grandes consistem de
muitas células pequenas: as células são pequenas em
volume para manter uma grande razão de superfície da área
por volume.
Os reinos de seres vivos
Desde o tempo do Aristóteles os seres vivos eram
grupados e dois reinos, Vegetal e Animal.
O biólogo Ernst Haeckel (1834-1919) propôs a criação
de dois novos reinos, Protista e Monera, para incluir osde dois novos reinos, Protista e Monera, para incluir os
organismos estruturalmente mais simples.
Em 1969 o biólogo R. H. Whittaker sugeriu que os
fungos, tradicionalmente classificados no reino Vegetal,
fossem separados em um reino à parte, denominado
Fungo.
Reino Monera:
seres vivos unicelulares e procariontes: as bactérias e as
cianobactérias:
Reino Protista:
os protozoários, seres eucariontes, unicelulares e
heterótrofos, e as algas, seres eucariontes, unicelulares ou
multicelulares, e autótrofo fotossintetizantes.
Reino Fungo:
seres eucariontes, unicelulares ou multicelulares, que seseres eucariontes, unicelulares ou multicelulares, que se
assemelham às algas na organização e na reprodução, mas
diferem delas por serem heterótrofos.
Reino Vegetal:
as plantas, seres eucariontes, multicelulares e autótrofo
fotossintetizantes.
Reino Animal:
os animais, seres eucariontes, multicelulares e heterótrofos.
Vírus: Os vírus são seres diminutos, visíveis apenas ao
microscópio eletrônico, constituídos por apenas duas
classes de substâncias químicas: ácido nucléico, que
pode ser DNA ou RNA, e proteína. O que diferencia os vírus
de todos os outros seres vivos é que eles são acelulares, oude todos os outros seres vivos é que eles são acelulares, ou
seja, não possuem estrutura celular.
Microscopia óptica
O microscópio óptico é um instrumento usado para ampliar e
regular, com uma série de lentes multicoloridas e ultravioleta
capazes de enxergar através da luz, estruturas pequenas e
grandes impossíveis de visualizar a olho ou sem óculos. É
constituído por um componente mecânico que suporta econstituído por um componente mecânico que suporta e
permite controlar um componente óptico que amplia as
imagens.
A parte óptica do microscópio consiste em três sistemas de
lentes: o condensador, a objetiva e a ocular.
1. Pé ou base – serve de apoio
dos restantes componentes do
microscópio.
2. Coluna ou Braço – fixo à
base, serve de suporte a outros
elementos.
3. Mesa ou Platina – onde se
fixa a preparação a observar;
tem uma janela por onde
passam os raios luminosos e
também parafusos dentados que
permitem deslocar a preparação.
4. Tubo ou canhão – suporta a
ocular na extremidade superior.
5. Revólver ou Óptico – peça
giratória portadora de objetivas
de diferentes ampliações que
podem ser de 20x, 40x e 100x.
O condensador concentra a luz e projeta um feixe luminoso
sobre o objeto em estudo. A objetiva projeta uma imagem
aumentada do objeto, em direção à ocular, que novamente
amplia a imagem e a projeta sobre a retina, sobre uma tela ou
sobre uma chapa fotográfica.
A ampliação total dada pelo microscópio é igual ao aumento
da objetiva multiplicado pelo aumento da ocular.da objetiva multiplicado pelo aumento da ocular.
O fator mais significante para uma boa imagem é a resolução,
que é a menor distância para que duas partículas apareçam
como objetos separados. O limite de resolução dos melhores
microscópios óticos é de 0,2 µm. A ampliação total obtida sem
distorção, não ultrapassa as 1.200x.
0 % 6 % 20 %
- Aumento maior
- Resolução menor
Aumento Aumento
Microscopia de fundo escuro
É uma aplicação do princípio de Tyndall. Assim os
corpúsculos a examinar são fortemente iluminados por feixes
luminosos que penetram lateralmente, o que é conseguido
com condensadores especiais. Deste modo, a única luz que
penetra na objetiva é a difratada pelas partículas presentes
na preparação, pelo que passam a ser visíveis em fundo
escuro também.escuro também.
Microscopia de fluorescência
Permite observar microorganismos capazes de fixar
substâncias fluorescentes (fluorocromos). A luz UV, ao incidir
nessas partículas, provoca a emissão de luz visível e
observa-se os microorganismos a brilhar em fundo escuro.
Microscopia de contraste de fase
Permite visualização de microrganismos vivos, sem
coloração, através do contraste devido à diferença de fase
dos raios luminosos que atravessam o fundo relativamente à
fase da luz que atravessa os microrganismos.
Esta diferença de fase é conseguida por utilização de uma
objetiva de fase, que consiste num disco de vidro com um
escavação circular, de modo que a luz que atravessa aescavação circular, de modo que a luz que atravessa a
escavação tem diferença de 1/4 de fase em relação à que
travessa a outra porção do vidro.
Assim, os objetos não corados podem funcionar como
verdadeiras redes de difração, pois os pormenores da sua
estrutura resultam de pequenas diferenças nos índices de
refração dos componentes celulares, e estes originam
diferenças de fase nas radiações que os atravessam.
Microscopia eletrônica 
O microscópio eletrônico é um microscópio com potencial de
aumento muito superior ao óptico. Foi inventado em 1932 e
vem sendo aperfeiçoado desde então.
A diferença básica entre o microscópio óptico e o eletrônico é
que neste último não é utilizada a luz, mas sim feixes de
elétrons. No microscópio eletrônico não há lentes de cristal e
sim bobinas, chamadas de lentes eletromagnéticas. O objetivo
do sistema de lentes do MEV, situado logo abaixo do canhão
de elétrons, é o de demagnificar a fonte de elétrons para um
tamanho final de 1 nm - 1 µm ao atingir a amostra. Isto
representa uma demagnificaçãoda ordem de 10.000 vezes e
possibilita que a amostra seja varrida por um feixe muito fino
de elétrons.
Os elétrons podem ser focados pela ação de um campo
eletrostático ou de um campo magnético. As lentes presentes
dentro da coluna, na grande maioria dos microscópios, são
lentes eletromagnéticas. Essas lentes são as mais usadas pois
apresentam menor coeficiente de aberração.
Após o feixe de elétrons incidir na amostra isso acarreta a
emissão de elétrons com grande espalhamento de energia,emissão de elétrons com grande espalhamento de energia,
que são coletados e amplificados para fornecer um sinal
elétrico que é utilizado para modular a intensidade de um feixe
de elétrons num tubo de raios catódicos, assim em uma tela é
formada uma imagem de pontos mais ou menos brilhantes,
semelhante à de um televisor em branco e preto.
Não é possível observar material vivo neste tipo de
microscópio. O material a ser estudado passa por um
complexo processo de desidratação, fixação e inclusão em
resinas especiais, muito duras, que permitem cortes ultrafinos
obtidos através das navalhas de vidro do instrumento
conhecido como ultramicrótomo.
Existem três tipos de microscópio eletrônico básico:Existem três tipos de microscópio eletrônico básico:
- de transmissão - usado para a observação de cortes
ultrafinos;
- de varredura (ou M.E.V.) - capaz de produzir imagens de alta
ampliação para a observação de superfícies;
- de tunelamento (ou M.E.V.T.) - para visualização de átomos.
Microscópio eletrônico de transmissão 
Um microscópio eletrônico de transmissão (MET) é uma
técnica de microscopia na qual um feixe de elétrons é emitido
em direção a uma amostra ultra fina, interagindo com a
amostra enquanto a atravessa. Uma imagem é formada na
interação dos elétrons transmitidos através da amostra; a
imagem é ampliada e focada em um dispositivo de imagem,
como uma tela fluorescente, ou uma camada de filmecomo uma tela fluorescente, ou uma camada de filme
fotográfico, ou detectada por um sensor como uma câmera.
Microscópio eletrônico de varredura
O microscópio eletrônico de varredura (MEV) é um tipo de
microscópio eletrônico capaz de produzir imagens de alta
resolução da superfície de uma amostra. Devido a maneira
com que as imagens são criadas, imagens de MEV tem uma
aparência tridimensional característica e são úteis para avaliar
a estrutura superficial de uma dada amostra.
Espécimes sólidos não condutivos devem ser cobertos com
uma camada de material condutivo. Uma cobertura ultrafina de
material eletricamente condutiva é depositada por evaporação
na superfície, utilizando-se ouro, ouro/paládio, platina,
tungstênio, grafite, etc.
Microscópio de corrente de tunelamento
O microscópio de corrente de tunelamento, ou simplesmente
microscópio de tunelamento, inventado em 1981, permite obter
imagens de átomos e moléculas, utilizando-se uma agulha
microscópica na qual se aplica uma tensão elétrica.
A imagem é formada ao se analisar a variação da correnteA imagem é formada ao se analisar a variação da corrente
entre a agulha e a superfície que se quer fotografar, quando a
agulha desliza sobre esta superfície. Essa tecnologia permite
medir as propriedades físicas dos objetos analisados e estudar
as forças entre moléculas e átomos, e observar as estruturas
em escala atômica.
O microscópio é capaz de obter imagens numa escala
atômica de 2×10-10 ou 0,0000000002 metros, sendo usado
na manipulação individual de átomos, acompanhamento de
reações químicas, reversão de íons produzida pela remoção
ou adição individual de elétrons e moléculas.
Em 1989, utilizando um microscópio de tunelamento,
cientistas da IBM escreveram as letras "I-B-M", em uma
superfície de níquel, com 35 átomos de xenônio.superfície de níquel, com 35 átomos de xenônio.
Como são feitas as lâminas histológicas?
Como órgãos muito delgados são raros. A maioria precisa
ser reduzida a cortes finos, suficiente transparentes para
serem examinados ao microscópio. Estes cortes são feitos
com instrumento denominado micrótomo.
Antes de serem cortados os tecidos devem passar por 
uma serie de tratamentos:
Fixação fixador simples 
ou em mistura 
fixadora
Preservar a morfologia e a composição dos 
tecidos.
Desidratação Álcool Remover a água dos tecidos.
Clareamento benzol, xilol, 
tuluol
Embeber a peca em substância miscível 
com a parafina.tuluol com a parafina.
Impregnação parafina, em 
estufa
A parafina penetra nos vasas, nos espaços 
intercelulares e mesmo no interior das 
células, impregnando o tecido e tornando 
mais fácil a obtenção dos cortes no 
micrótomo.
Inclusão Parafina Obtenção de bloco de parafina de forma 
regular, para ser cortado no micrótomo.
A coloração facilita a visualização dos componentes:
A maioria dos tecidos é incolor, o que torna difícil sua
observação ao microscópio óptico. Devido a isso, foram
introduzidos métodos para a coloração dos tecidos, de modo
a tornar suas componentes visíveis e destacando uns dos
outros.
Os componentes dos tecidos, que se coram com corantes
básicas são chamados basófios, sendo chamados de
acidófilos os que se ligam a corantes ácidos:
Corantes básicos: azul-de-toluidina, azul-de-metileno
Corantes ácidos: orange G, eosina, fuscina ácida
Os termos histoquímica e citoquímica são usados para
indicar os métodos para a localização de diferentes
substâncias nos cortes de tecidos.
Os métodos têm por base reações químicas especificas
ou a interação macromolecular de alta afinidade; para
cada grupo das substâncias, como por exemplo lipídios,cada grupo das substâncias, como por exemplo lipídios,
ácido ribonucléico, polissacarídeos, ou cada reação
química existem corantes especificas.
A Imuno-histoquímica cora proteínas individuais, tais como a
Tirosina Hidroxilase (em verde) nos axônios de neurônios
autonômicos simpáticos.