Tecnologia da Biologia Celular e Molecular - Alguns Exemplos - Resumo

Prévia do material em texto

Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
Tecnologia da Biologia Celular e Molecular: alguns exemplos 
Vivian Assis 
Citologia 
 
Conhecer a célula é algo, ao nosso ver, muito difícil e longe de ser fácil para os nossos olhos, certo? Por isso, estudos sobre 
tecnologias que nos permitam identificar a microscopia celular, isto é, observar as particularidades celulares com uma grande 
ampliação, são extremamente importantes. 
Sabe-se que o conhecimento sobre células é algo atrelado intimamente ao desenvolvimento de métodos de investigação. E quais 
métodos são esses? 
Historicamente, o primeiro a ser desenvolvido foi o microscópio óptico, também chamado microscópio de luz, que possibilitou o 
descobrimento das células e o desenvolvimento da Teoria Celular, que nos diz que todos os seres vivos possuem célula. 
Com a produção de mais tecnologias, foram feitas técnicas citoquímicas para identificar e localizar os constituintes pormenores 
das estruturas celulares. Caminhando mais tempo na história, foi produzido o Microscópio Eletrônico, que possui uma grande 
capacidade de resolução, e permite a identificação de estruturas antes nunca vistas por outros métodos. Atrelado a essa última 
tecnologia, surgiram alguns métodos de separação de organelas para o estudo in vitro, o que permitiu à ciência um grande 
avanço, pois proporcionou a manipulação de estruturas mais microscópicas. Essa evolução desenvolveu a chamada biologia 
celular e molecular, que permitiu o estudo celular por meio de tecnologias desenvolvidas pela ciência. 
Para entendermos mais um pouco sobre esse tema, vamos aprender como esses métodos são feitos, e como esses métodos 
anteriormente citados funcionam? 
 
 Produção de exemplares. 
Para a observação ideal dos constituintes celulares, é ideal que eles sejam retirados de exemplares de seres vivos, e colocados 
em materiais específicos para serem melhor vistos. Para isso, esses exemplares passam por alguns processos , como fixação em 
lâminas e coloração para observarmos melhor nas estruturas de microscopia. O ideal é isso fornecer para o observador, uma 
estrutura semelhante à do ser vivo em seu momento de vida. Porém, o ideal infelizmente nem sempre ocorre, e, com isso, 
muitos preparados de lâminas possuem artefatos, isto é, erros, alterações vindas de dificuldades no preparo de lâminas. Vamos 
analisar o passo a passo dessa confecção de lâminas? 
 Fixação: 
• após o material biológico ser retirado de um exemplar, ele deve ser fixado, isto é, mantido semelhante ao que era 
naturalmente. Para isso, esse processo visa evitar a destruição celular por enzimas, impedir crescimento de agentes 
microbianos como bactérias, endurecer as estruturas para que elas se mantenham firmes, e aumentar afinidade dos 
materiais com corantes a serem usados. 
• Dois materiais usados são: formol e aldeído glutárico- fixam-se nas partes amínicas das proteínas, conseguindo 
estabilizar a estrutura proteica. Esses dois são muito usados, principalmente pois quase não provocam alterações na 
estrutura celular. 
 
 Microtomia: 
• Os tecidos que passam por fixação precisam ser cortados em fatias bem finas para serem vistos na microscopia. Para 
isso, é utilizado o micrótomo, um aparelho que faz esses cortes. Para proteger os tecidos e eles não sofrerem algum 
tipo de ruptura, eles devem ser incluídos em parafina ou em resinas, para, assim, conseguirem ser fatiados com 
segurança. Quando é usado o microscópio eletrônico, essa resina utilizada deve ser mais rígida, como as do material 
chamado epóxi. Para cortar tecidos envolvidos por parafina se utiliza navalhas de aço, e tecidos envolvidos por resinas, 
usa-se navalhas de vidro ou diamante. 
 
 Coloração: 
• O normal das organelas é elas serem incolores, logo, para serem vistas em estudos de microscopia, a célula deve 
receber algum tipo de coloração, que proporcione a elas uma melhor observação microscópica. A escolha dos tipos de 
corante para esse processo é feita de acordo com afinidades químicas entre os corantes e as partes da célula, por 
exemplo por meio da seleção de corantes mais ácidos ou mais básicos de acordo com a estrutura celular. 
• Por exemplo, corantes básicos têm afinidade por grupamentos ácidos das células. Com isso, podemos afirmar que 
componentes ácidos da célula, tais como o DNA (ácido desoxirrubonucleico), são basófilos, isto é, têm afinidade por 
corantes básicos. Já os corantes ácidos, têm afinidade por estruturas de caráter mais básico, como o citoplasma celular, 
tendo, assim, a característica de serem estruturas acidófilas. 
OBS: 
 
Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
Temos na verdade, mais etapas sucessivas, que são, na ordem: Coleta da amostra + Fixação + Desidratação+ Diafanização + 
Inclusão + Microtomia + Montagem + Coloração. Porém, destacamos acima as principais etapas. 
 
 Tipos de microscópio: 
 
 Microscópio Óptico/ de Luz: 
• Possui uma parte mecânica, de suporte e parte óptica, com um sistema de lentes que possui: o condensador, a 
objetiva e a ocular. Pelo condensador, se projeta a luz vinda da lanterna. Essa luz, então penetra na objetiva e 
consegue projetar uma imagem aumentada na lente objetiva, a qual, por sua vez, projeta para a lente ocular. 
Com isso, o aumento do tecido observado é muito maior. 
• A eficiência de um microscópio é medida pelo poder de resolução do sistema óptico, que avalia a capacidade 
do material conseguir distinguir pontos a serem observados, de forma individualizada. O chamado limite de 
resolução mede essa capacidade, sendo isso responsável por oferecer uma maior riqueza de detalhes ao 
observador. Importante salientar que quem interfere nessa melhor resolução é a lente objetiva, e não a 
ocular. 
• A resolução desse microscópio depende de 3 fatores principais: o poder de ampliação das lentes, do 
comprimento de luz utilizado pra a observação e da abertura numérica do sistema de lentes utilizado, como as 
objetivas, que oferece a quantidade de luz que entra para o microscópio. 
• O limite de resolução dos microscópios mais recentes varia entre 30 e 100nm.Em comparação com o 
microscópio eletrônico, por exemplo, este oferece um limite muito maior, cerca de 0,1nm. 
 
 Microscópio de polarização: 
• Nesse microscópio, é utilizado um feixe de luz polarizado, que ao passar por estruturas cristalinas da célula ou 
mais alongadas e paralelas, dividem ao meio o feixe. Essas estruturas que desviam a luz são chamadas 
anisotrópicas e as que não modificam o plano de polarização da luz, são ditas isotrópicas. 
• Ele é parecido com o microscópio ótico, porém, de diferente possui dois prismas ou dois discos polaroides. Um 
desses materiais funciona como um polarizador, e outro como analisador, sendo que respectivamente as suas 
funções são: iluminar a célula com a luz polarizada e verificar o efeito disso nas estruturas celulares. 
 
 Microscópio de contraste de fase: 
• Ele consegue transformar diferenças de fases de raios luminosos, antes não sensíveis aos olhos, agora, 
sensíveis. Com ele, as estruturas celulares podem aparecer escuras, isto é, em fase positiva, ou clara, isto é, em 
fase negativa. A observação dessas estruturas depende da densidade do material a ser atingido pela luz: 
quanto mais denso, menor a velocidade com a qual a luz transita por esse corpo; quanto menos denso, maior 
a velocidade com a qual a luz transita pelo corpo. 
• Ele é usado para se avaliar células vivas, que são cultivadas e observadas de perto, inclusive sem o uso de 
corantes. 
• Ele é bem semelhante ao microscópio de luz, conseguindo apenas mais possibilidades de visualização, por 
proporcionar uma visão das estruturas de forma mais contrastada, o que permite ver mais detalhes. Ele 
também utiliza luz para a visualização celular. 
 
 Microscópio confocal: 
• Importante para solucionar o problema do microscópio óptico, o qual não consegue focar ao mesmo tempo 
em todas as estruturas do tecido. Ele consegue proporcionar nitidez apenas no plano focalizadoe faz um 
“borramento” do restante. O microscópio confocal, assim, consegue iluminar por meio de um laser, que varre 
o corte iluminando ponto a ponto da região a ser observada. Com isso, somente o que está no plano da 
varredura do laser ajuda a formar a imagem, proporcionando, assim, uma imagem muito nítida. 
• Para ver as imagens, normalmente as células são coradas por um composto fluorescente e é utilizado um 
aparato tecnológico, como computadores, para orientar a formação de imagens. Isso é proveitoso, pois 
permite a formação de reconstruções em 3D das estruturas celulares, o que favorece muito os estudos 
científicos. 
 
 Microscópio eletrônico: 
• Ele permite o uso de comprimentos de onda de luz muito pequenos, o que permite a visualização de estruturas 
muito pequenas, antes não observadas por outros microscópios. Porém, mesmo com essa capacidade, muitas 
 
Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
vezes a preservação das células, bem como a obtenção de cortes finos para melhor resolução das estruturas, é 
muito difícil de ser obtido. 
• Dois tipos: de transmissão e de varredura. 
• Nele, há a presença de elétrons vindos de um material de tungstênio que é aquecido e libera esses elétrons. 
Essas partículas são aceleradas, e passam por uma lente magnética ou bobina, constituída por sulfeto de 
zinco(emite luz quando é excitada por elétrons), que direciona, de forma organizada, os elétrons para o local 
que devem ir. No final desse microscópio há uma tela fluorescente, pela qual é formada a imagem visível. 
• Os elétrons que ajudam a formar imagem são os que não são desviados pelas estruturas celulares. Nesse caso, 
elas são ditas elétron-densas e aparecem escuras. Já as estruturas da célula que desviam pouco os elétrons, 
aparecem em tons de cinza. 
• Depois de colhidas as imagens, elas podem ser ampliadas em várias vezes, permitindo uma grande resolução 
de imagem. 
• O trajeto desses elétrons, igual citamos, é feito a vácuo, para não sofrer interferência do ar. Por esse motivo, o 
que é observado é o uso de estruturas celulares apenas secas e bem fixadas para serem analisadas. 
 
OBS: Microscópio eletrônico de varredura: 
• Também utiliza feixe de elétrons, os quais são direcionados para o tecido a ser observado e causam a emissão 
de elétrons pelo próprio material, o que é coletado por um coletor, passa por uma amplificação e é 
transformado em pontos de mais luminosidade, em um aparelho de vídeo. 
• Fornece imagens tridimensionais, observando-se superfície das estruturas. 
 
Obs: 
Há estudos por microscopia de fluorescência, que permitem a visualização das estruturas celulares na medida em que elas 
brilham, isto é, são excitadas por radiação e aparecem com maior destaque, dependendo do comprimento de onda utilizado 
para a excitação. Isso ocorre, por exemplo com a vitamina A. Já outras estruturas tornam-se fluorescentes quando recebem 
corantes. 
 
 Outros métodos de visualização de estruturas: 
 
 Imunocitoquímica direta: 
Visa encontrar proteínas específicas, por meio da reação antígeno-anticorpo. E como isso ocorre? Pensemos juntos: 
• Se obtivermos uma proteína de um animal A, e inocularmos essa proteína em um animal B, o animal B desenvolverá 
uma resposta contra a proteína do animal A, certo? Isso é dito reação antígeno(proteína do animal A) + anticorpo 
(proteína do animal B em resposta à proteína de A). Ao estudar esse animal B, conseguirmos identificar os anticorpos 
que ele desenvolveu contra o animal A, por exemplo por meio da visualização de uma enzima que funciona como 
marcador para o anticorpo produzido por B. 
• Imagina que agora fazemos um processo diferente: Pegaremos o anticorpo desenvolvido pelo animal B, agora marcado 
pela enzima que permite a sua visualização e colocaremos esse conjunto anticorpo+ enzima em um sistema junto com 
proteínas do animal A, que serviu a nós como antígeno. Se nós usarmos alguma substância que atue interagindo com 
essa enzima, poderemos contribuir para a visualização desse sistema antígeno-anticorpo, principalmente se formarmos 
com tal interação, um composto elétron-denso, o que nos permite dizer que alí há esse complexo antígeno-anticorpo. 
 
 Imunocitoquímica indireta: 
É uma técnica bem semelhante à anterior, porém, nesta, há, na verdade, a pesquisa por um antianticorpo. Ela é mais utilizada 
hoje em dia. 
Usando a ideia do exemplo anterior, temos que: 
• se quisermos visualizar uma proteína Y, podemos fazer isso por meio da injeção de um anticorpo anti-Y em uma 
solução com a proteína. Com isso, se formará um complexo antígeno-anticorpo. Porém, ao invés de mantermos as 
técnicas anteriores, agora vamos utilizar um anticorpo contra o anti-Y, que nos dará um complexo antígeno-anticorpo-
antianticorpo, sendo que o foco das análises químicas serão, agora, a busca pelo antianticorpo, que pode ser marcado 
por substâncias fluorescentes e, por isso, ser visualizado. 
 
 
 
Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
 E como conseguimos visualizar células vivas? 
Vimos, anteriormente, muitas formas de se observar células e tecidos animais, porém, todos sem atividade, isto é, já retirados 
de um ser vivo. Porém, conseguimos fazer o estudo de células vivas, se as mantivermos em culturas, isto é, em soluções 
nutritivas, em que são observadas o metabolismo e o comportamento celular de seres vivos. Por meio delas conseguimos ver, 
por exemplo, atividade celular de mitose e de secreção da célula. Para se fazer isso, são selecionados frascos específicos, nos 
quais as células vivas serão mantidas e nutridas com aminoácidos, glicídios e sais minerais, por exemplo, para servirem de 
objetos de estudo. O interessante é que para obtermos exemplares de células vivas, precisamos primeiramente isolar as células 
individuais quebrando a MEC e as junções célula-célula que mantém tais estruturas coesas. Para isso, são usadas enzimas 
proteolíticas, como colagenase para digerir proteínas e agentes, como o EDTA, que interage com o cálcio de tais junções, 
conseguindo, assim, separá-las. 
 
Referências: 
 ALBERTS, Bruce. Biologia molecular da célula. 6. Porto Alegre ArtMed 2017 1 recurso online ISBN 9788582714232. 
 JUNQUEIRA, Luiz Carlos Uchoa; CARNEIRO, José. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 
2012. 364 p. ISBN 978-85-277-2078-6.