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UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE FUNDAMENTOS DA DIVERSIDADE BIOLÓGICA E PROTISTA ALUNA: Aléxia Antonia Lessa da Costa TURMA AB – Ciências Biológicas/Bacharelado 2016.1 RELATÓRIO DA AULA PRÁTICA TEMA: Conservação de amostras biológicas e uso de corantes – 12/05/2016 Nesta última aula do Bloco 1 da disciplina de Fundamentos da Diversidade Biológica e Protista, ministrada pelo professor Sérgio Lourenço, foi estudado os métodos de conservação de amostras biológicas, utilizados para evitar a decomposição das mesmas e o uso de corantes. Conservação de amostras biológicas Qualquer amostra biológica está sujeita à vulnerabilidade de decomposição. Essa vulnerabilidade pode levar na perda dessas amostras devido a atividade microbiana. A partir desse contexto o que é conservação? Conservação é quaisquer procedimentos que levem ao interrompimento ou retardamento desse processo de decomposição. Podendo assim dividir tais procedimentos em dois tipos: físicos e químicos. Os métodos físicos trabalham com o fator temperatura no desaceleramento ou inibição da atividade metabólica dos microrganismos. Pode-se utilizar métodos de redução ou até mesmo aumento de temperatura, levando à secura. Essas alterações podem ser leves, intensas ou extremamente intensas, que conforme aumenta-se o grau de alteração, consequentemente, seu grau de eficácia de eliminação de microrganismos é maior. 1) Refrigeração – é um método físico mais prático e natural, onde normalmente as amostras são liquidas, e essas amostras possuem uma perspectiva de analisa a curto prazo. Nesse método trabalham-se temperaturas bem baixas (em torno de 5ºC) e não há destruição de microrganismos, mas sim uma desaceleração de sua atividade metabólica, ela retarda o processo de decomposição das amostras. 2) Congelação – é um método onde o material continua praticamente intacto. Nesse método trabalham-se temperaturas em torno de -20ºC, onde microrganismos são mortos, mas a estrutura básica da amostra fica intacta. Nesse tipo de conservação não há a necessidade de analisar a amostra rapidamente. Em sala, foi mostrado à classe uma espécie de alga rodózea congelada e explicado que esse método possui algumas falhas. Observou-se que dentro do saco plástico, onde se encontrava a alga, havia um líquido no fundo (FICOERITRINA – pigmento fotossintético). Aquele líquido foi resultado da ruptura do material intracelular. Já que o congelamento leva à formação de cristais de gelos, fazendo com que haja uma expansão, levando assim a ruptura de células e consequentemente ao extravasamento de conteúdo. Por isso é de extrema importância que os métodos de conservação sejam escolhidos de acordo com o que quer ser analisado. Nesse exemplo em questão, se quiséssemos analisar as células e tecidos da alga ele não seria adequado, devido à perda de material intracelular. 3) Criopreservação – é um método onde se utiliza temperaturas ultrabaixas, em torno de -150ºC. Existem dois recursos, o primeiro é a utilização de freezers científicos, onde alguns chegam a temperaturas extremamente baixas (-130ºC) e o prazo de conservação é indeterminado. Como a qualidade da conservação de amostras em freezers depende de uma fonte de energia eficaz, são instalados geradores como forma de precaução em casos de perda de energia. O segundo recurso é o uso de botijões criogênicos, que utilizam nitrogênio líquido, chegando a –196ºC. Esse recurso não danifica as amostras, deixando elas vivas e viáveis para utilização, se seguirmos um passo a passo rigoroso. Imagem 1 – Botijão criogênico. FONTE: Imagem cedida pelo professor Sérgio Lourenço. Um detalhe importante para esse recurso de conservação é a disponibilidade de nitrogênio. O nível de nitrogênio no botijão tem que estar cobrindo as amostras, para total conservação das amostras. Para a utilização desse método devem ser seguidos vários procedimentos protocolares. - As amostras devem ser colocadas em recipientes especiais que suportem essa temperatura, por isso são utilizados os tubos criogênicos, que são feitos de um material plástico nobre chamado de polipropileno; - Além disso elas devem estar em pequenos volumes, (células em suspensão, fragmentos de tecido); - Há também a utilização de crioprotetores, que é uma substância utilizada para proteger o tecido biológico de danos de congelamento. (MARTINS & JUSTINO, 2015) Podem ser usados metanol, sais de manganês ou glicerol, para a extração do excesso de água nas células, por exemplo. -Nesse processo precisa-se adicionar substancias que irão desidratar as amostras, em seguida diminuir a temperatura em níveis consideráveis para aí então serem levadas para dentro do botijão criogênico. E depois de retiradas dessas conservas elas deverão ser reidratadas. Esses protocolos são muitos específicos e devem ser feitos cuidadosamente, variando de acordo com a natureza das amostras. A vitrificação é um método utilizado em que o citoplasma da célula fica no estado sólido, contribuindo assim para sua conservação. Vale a pena destacar que isso só acontece se a célula for desidratada e depois levada a temperaturas ultrabaixas. Ela fica em um estado de extrema rigidez, mas não é danificada, suas funções vitais ficam intactas. Como se o tempo e seu metabolismo “parassem”. 4) Exsicatas – é uma técnica muito de método físico de conservação que é aplicada em amostras botânicas, algáceas e fúngicas. Durante a aula, algumas peças foram mostradas e foi ensinado como confeccionar exsicatas de algas. Imagem 2 – exsicata apresentada em sala de aula FONTE: Imagem cedida pelo professor Sérgio Lourenço Depois das amostras serem devidamente coletadas, devemos seguir para parte da herborização, que é uma técnica extremamente especial em fazemos uma peça do material coletado ser aderida e prensada numa peça de papel. Feito isso, o material deve passar por uma secagem, para só assim serem registradas e incorporadas nos acervos dos herbários – ambientes com temperaturas extremamente controladas para preservação e conservação das exsicatas. (FIDALGO & BONONI, 1989) . Já os métodos químicos são aqueles em que há adição de substâncias que vão inibir o crescimento e o desenvolvimento de microrganismos. Nesses processos, a decomposição fica muita lenta ou até mesmo é interrompida. Uma forma de conservação química é a utilização de um formaldeído, mais conhecido popularmente como formol (CH2O), tendo como nome sistemática (IUPAC) methanal .Ele consiste em um gás extremamente volátil e ativo, produzido a partir do metanol, que é comercializado em forma líquida (misturado à água e álcool) para tornar seu manuseio mais prático. (INCA, s.d.) Seu preço é bem mais barato em comparação aos outros materiais, mas um contato constante pode causar danos à saúde, doenças cardiorrespiratórias ou até mesmo câncer. O professor relatou que a compra desses produtos químicos que são nocivos, são mais reguladas. Normalmente, pela polícia federal ou por órgãos públicos. A aplicação desses produtos também varia de acordo com a natureza das amostras. Amostras pequenas necessitam de concentrações mais baixas, enquanto amostras maiores precisam relativamente de uma concentração maior. O tempo de conservação é indeterminado, dependendo apenas algumas variáveis, tais como a abertura dos frascos onde se encontram as amostras, a renovação dessas substancias, etc. Quando falamos dessas substâncias químicas existe também o fator de fragilidade. Algumas amostras não combinam com certos elementos,e podem acabar levando à danificação das mesmas. Amostras com carbonato de cálcio por exemplo reagem diretamente com o formol. Outros conservantes químicos podem ser utilizados, tais como o glicerol (C3H8O3), que é quimicamente um tri-álcool, tendo como nome sistemático (IUPAC), 1,2,3-propanotriol, é um líquido incolor mais viscoso que deixa os microrganismos menos ativos (BEATRIZ, ARAÚJO, & DE LIMA, 2011), cloreto de mercúrio (HgCl2), glutaraldeido, entre outros. Porém esses conservantes são bem mais caros. O lugol por exemplo é uma solução utilizada, onde mistura-se vários componentes (água, iodo molecular, iodato de potássio, ácido acético), que é extremamente cara e volátil. A conservação com o lugol é bastante eficaz, mas devemos sempre prestar atenção se o princípio ativo de conservação ainda está presente na solução. Uso de corantes Algumas amostras são muito pálidas e por isso precisam ser coradas para uma melhor análise. Os corantes, são substâncias que absorvem certos comprimentos de onda da luz visível e têm afinidade por determinados constituintes celulares. (INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS - USP, s.d.) Esses corantes atuam fixando-se eletiva ou seletivamente em determinadas estruturas celulares, ligando-se com o peptidoglicano, reagindo com carboidratos, interagindo com substâncias ácidas da célula, conferindo a elas diferentes graus de absorção de luz incidente. (UFG, 2011). Esses corantes utilizados podem ser divididos em Vitais e Não-vitais. Os corantes vitais normalmente são aplicados em materiais vivos e não matam os organismos, pois se ligam a eles quimicamente durante apenas um certo período de tempo. Temos como exemplo o azul de metileno, que normalmente é utilizado para observação de protozoários. Já os corantes não-vitais fazem essas ligações químicas permanentemente, levando assim à morte do material biológico. A utilização desses corantes deve ser feita em lâminas permanentes. Existem diversas técnicas que podem ser utilizadas para a confecção dessas laminas e estas diferem principalmente na escolha da substância utilizada na infiltração e suas particularidades. Depois do material ser coletado, ele deverá ser fixado, usualmente em soluções de FAA 70º ou glutaraldeído, e desidratado. Depois disso passará por processos de infiltração e inclusão, que tornarão a amostra resistente para suportas os impactos provenientes do processo de seccionamento. Para seccionar o material no micrótomo é preciso unir o material a um bloco de madeira que servira de apoio. Depois de todas essas etapas, a amostra irá para o micrótomo, equipamento essencial para a montagem de laminas, que secciona as amostras nas espessuras corretas. Depois e seccionadas as amostras estão prontas para coloração e montagem nas laminas. (UFSC, 2015) É importante ressaltar que elas devem ser preparadas previamente e só depois de o material estar completamente aderido à lamina adiciona-se os corantes. Foi apresentada uma lâmina contendo uma amostra de sangue corado para ver um protozoário incolor. Além disso o professor explicou que existem técnicas para a preparação dessas lâminas, tais como: -Esfregaço – técnica que consiste em espalhar uma gota de material biológico sobre uma lâmina de vidro formando uma fina película para uma melhor observação ao microscópio. (GONÇALVES, 2011) Figura 3 – Exemplo de técnica de esfregaço. FONTE: GONÇALVES (2011) -Imprint - essa técnica consiste em pegar uma gota do material, e com o auxílio de um bastão dar leves batidas na lâmina. (CAPUTO, MOTA, & GITIRANA) -Corte histológico – essa técnica consiste em cortar um pedaço pequeno geralmente de algo muito maior. O corte é feito em fatias muito finas para que seja melhor analisado no microscópio. Para que o corte seja possível, o material é submetido a um tratamento que torna essas células mais rígidas, normalmente é utilizada a parafina que endurece, servindo de apoio para o corte nos micrótomos. (TOBOGA & VILAMAIOR, 2007) Alguns dos corantes citados em aula apresentados à classe. Da esquerda para a direita temos o Rosa de bengala, Fucsina e Eosina com azul de metileno Figura 4 – corantes apresentados em aula. FONTE: Imagem cedida pelo professor Sérgio Lourenço. É importante ressaltar que a utilização de corantes sempre irá depender do que você vai analisar, pois cada um é utilizado para destacar determinada estrutura. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BEATRIZ, A., ARAÚJO, Y., & DE LIMA, D. (2011). Glicerol: um breve histórico e aplicação em sínteses estereosseletivas. Química Nova, vol. 34, nº2. CAPUTO, L., MOTA, E., & GITIRANA, L. (s.d.). FIOCRUZ. Fonte: http://www.epsjv.fiocruz.br/sites/default/files/capitulo_4_vol2.pdf GONÇALVES, R. (10 de março de 2011). Biomedicina Brasil . Fonte: http://www.biomedicinabrasil.com/2011/03/esfregaco-sanguineo.html INCA. (s.d.). INCA. Fonte: http://www1.inca.gov.br/conteudo_view.asp?ID=795 INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS - USP. (s.d.). Introdução aos métodos de estudo da célula. Fonte: BIO-0206 - Biologia Celular: http://dreyfus.ib.usp.br/bio206/Apostila%20Pratica%20BioCel.pdf FIDALGO, O. & BONONI, V. L. R. Técnica de coleta, preservação e herborização de material botânico. Capítulo 1 ( Série Documentos) São Paulo. 62p. 1989 MARTINS, M. I., & JUSTINO, R. (janeiro/março de 2015). Colégio Brasileiro de Reprodução Animal. Fonte: CBRA: http://www.cbra.org.br/pages/publicacoes/rbra/v39n1/pag136- 140%20(RB563).pdf TOBOGA, S., & VILAMAIOR, P. (2007). A célula (2 ed.). Brasil: Manole. Acesso em 17 de maio de 2016 UFSC. (25 de janeiro de 2015). Laboratório de Anatomia Vegetal. Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina: http://laveg.paginas.ufsc.br/roteiro-ilustrado/material-e-metodos/
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