Contenido principal
Curso: Lecciones de biología > Unidad 8
Lección 1: Introducción a las célulasMicroscopía
Introducción a los microscopios y su funcionamiento. Abarca la microscopía de campo claro, microscopía de fluorescencia y microscopía electrónica
Introducción
Si conocieras algunos biólogos celulares y les preguntaras acerca de lo que más disfrutan de su trabajo, encontrarías que se reduce a una sola cosa: en secreto, todos son adictos a los microscopios. Al final del día, lo que realmente aman es poder sentarse en un pequeño cuarto oscuro durante horas y observar su tipo de célula favorito por medio de los lentes de un microscopio. Esto puede parecer extraño, pero la verdad es que las células pueden ser muy bellas, como vitrales vivientes. Uno de mis ejemplos favoritos es la fotografía siguiente que muestra las células en una hoja joven de Arabidopsis thaliana, una pequeña planta con flores pariente de la mostaza.
Esta imagen no es una simple micrografía; es una imagen fluorescente de una planta preparada de manera especial, en la que las diferentes partes de la célula fueron marcadas para hacerlas brillar. Aun así, este tipo de belleza y complejidad está a nuestro alrededor, seamos capaces o no de verlo.
Puedes encontrar células con patrones así de intrincados y bellos en cualquier planta que mires, desde las rosas de tu jardín, al pasto que crece en las grietas de la acera, hasta las zanahorias que te comiste de botana. Lo anterior no se limita a las plantas: podemos encontrar exquisitas capas de células en tu piel, en el ala de un insecto y en cualquier otro tejido vivo que quieras ver.
Nosotros, y el mundo que nos rodea, somos catedrales hechas de células. Solo necesitamos un microscopio para poder apreciarlo.
Microscopios y lentes
Aunque las células varían de tamaño, generalmente son bastante pequeñas. Por ejemplo, el diámetro de un glóbulo rojo humano típico es de alrededor de ocho micrómetros (0.008 milímetros). Para ponerlo en contexto, la cabeza de un alfiler tiene un diámetro de cerca de un milímetro, así que se podrían alinear unos 125 glóbulos rojos a lo ancho de la cabeza de un alfiler. Con algunas excepciones, las células individuales no pueden verse a simple vista, así que los científicos deben utilizar microscopios (micro-= "pequeño"; -scopio= "ver") para estudiarlas. Un microscopio es un instrumento que magnifica los objetos que son demasiado pequeños para ser vistos, produciendo una imagen en la que el objeto parece más grande. La mayoría de las fotografías de células se toman utilizando un microscopio y dichas imágenes se conocen también como micrografías.
A partir de la definición anterior, podríamos pensar que el microscopio es solo un tipo de lupa. De hecho, las lupas califican como microscopios y, dado que tienen un solo lente, se les llama microscopios simples. Los instrumentos más sofisticados que visualizamos como microscopios son los microscopios compuestos, lo que significa que tienen lentes múltiples. Debido a la manera en la que están colocados sus lentes, pueden refractar la luz para producir una imagen mucho más grande que la de una lupa.
En un microscopio compuesto con dos lentes, el arreglo de estos tiene una consecuencia interesante: la orientación de la imagen que ves está al revés del objeto real que estás examinando
¿Cuál es la diferencia entre un microscopio básico y la potente máquina utilizada en un laboratorio de investigación? Hay dos parámetros que son especialmente importantes en microscopía: el aumento y la resolución.
- El aumento es una medida de qué tan grande puede un microscopio (o el conjunto de lentes en un microscopio) hacer que parezca un objeto. Por ejemplo, los microscopios ópticos utilizados normalmente en bachilleratos y universidades aumentan hasta 400 veces el tamaño real de un objeto. De este modo, si algo mide 1 mm de ancho en la vida real, en la imagen microscópica sería de 400 mm de ancho.
- La resolución de un microscopio o lente es la distancia más corta entre dos puntos a la que estos pueden distinguirse como objetos separados. Mientras menor sea este valor, mayor será el poder de resolución del microscopio y mejor la nitidez y el detalle de la imagen. Si dos células bacterianas estuvieran muy juntas una de otra en una lámina, podrían verse como un solo punto borroso en un microscopio de poca resolución, pero se verían como entidades separadas en uno de alta resolución.
Tanto el aumento como la resolución son importantes si quieres obtener una imagen nítida de algo muy pequeño. Por ejemplo, si un microscopio tiene mucho aumento pero baja resolución, todo lo que obtendrás será una versión más grande de una imagen borrosa. Los diferentes tipos de microscopios difieren en su aumento y resolución.
Microscopio óptico
La mayoría de los microscopios para estudiantes se clasifica como microscopios ópticos. En un microscopio óptico, la luz visible pasa a través del espécimen (la muestra biológica que estás mirando) y se curva por medio del sistema de lentes, permitiendo al usuario ver una imagen ampliada. Una de las ventajas de la microscopía óptica es que a menudo se puede realizar en células vivas, por lo que es posible observar a las células llevando a cabo sus comportamientos normales (por ejemplo, migrar o dividirse) bajo el microscopio.
Los microscopios de laboratorio para estudiantes suelen ser de campo claro, lo que significa que la luz visible pasa a través de la muestra y forma una imagen directa, sin modificaciones. Algunas formas un poco más sofisticadas de microscopía óptica usan trucos ópticos para mejorar el contraste, lo que hace que los detalles de las células y tejidos sean más fáciles de ver.
Otro tipo de microscopía óptica es la microscopía de fluorescencia, que se usa para obtener imágenes de muestras que fluorescen (absorben luz de una longitud de onda y emiten otra). La luz de una longitud de onda se usa para excitar las moléculas fluorescentes y la luz de otra longitud de onda que estas emiten se recolecta y utiliza para formar una imagen. En la mayoría de los casos, la parte de la célula o tejido que queremos ver no es fluorescente de manera natural, por lo que debe ser marcada con una tinción fluorescente antes de ponerla al microscopio.
La fotografía de la hoja al inicio de este artículo fue tomada usando una técnica especializada de microscopía fluorescente llamada microscopía confocal. Un microscopio confocal usa un láser para excitar una delgada capa de la muestra y recolecta solo la luz emitida por la capa objetivo, lo que produce una imagen nítida y sin la interferencia de las moléculas fluorescentes en las capas aledañas
Microscopio electrónico
Algunos tipos de microscopía óptica de vanguardia (más allá de las técnicas que acabamos de mencionar) pueden producir imágenes de alta resolución. Sin embargo, si quieres ver algo extremadamente pequeño a una resolución muy alta, quizás prefieras utilizar una técnica diferente y de eficacia comprobada: la microscopía electrónica.
Los microscopios electrónicos son diferentes de los ópticos porque usan un haz de electrones en lugar de uno de luz para generar la imagen de un espécimen. Los electrones tienen una longitud de onda mucho más corta que la luz visible y esto hace que los microscopios electrónicos puedan obtener imágenes de mayor resolución que los microscopios ópticos estándar. Los microscopios electrónicos pueden utilizarse para examinar células, pero también para ver las estructuras subcelulares y los compartimientos que hay dentro de ellas.
Sin embargo, tienen una limitación: las muestras a examinar bajo un microscopio electrónico deben estar al vacío (y generalmente requieren una preparación mediante un largo proceso de fijación), lo que significa que no es posible observar células vivas.
En la imagen anterior, puedes comparar cómo se ven las bacterias Salmonella en una micrografía óptica (izquierda), con una imagen tomada con un microscopio electrónico (derecha). Las bacterias aparecen como pequeños puntos de color morado en la imagen del microscopio óptico, mientras que en la micrografía electrónica, puedes ver claramente su forma y la textura de su superficie, así como detalles de las células humanas a las que tratan de invadir.
Hay dos tipos principales de microscopía electrónica. En la microscopía electrónica de barrido (MEB), un haz de electrones se mueve hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la superficie de una célula o tejido, creando una detallada imagen tridimensional de la superficie. Este tipo de microscopía es la que se utilizó para tomar la imagen de la bacteria Salmonella que se muestra arriba, a la derecha.
En cambio, en la microscopía electrónica de transmisión (MET), la muestra se corta en rebanadas extremadamente delgadas (utilizando un cortador con filo de diamante) antes de ponerla al microscopio, y el haz de electrones pasa a través de la muestra en lugar de barrer su superficie
Los microscopios electrónicos, como el que aquí se muestra, son significativamente más grandes y caros que los microscopios ópticos estándar, ¡lo cual no es de extrañar si se toma en cuenta las partículas subatómicas que manejan!
¿Quieres unirte a la conversación?
El microscopio es fundamental(5 votos)
Que hermosos son los microscopios(3 votos)
Cómo puedo citar este artículo?(2 votos)
Hola, Sofi, puedes copiar y pegar la liga de la página en Scribrr (una plataforma que cita referencias automáticamente). En autor tendrías que poner desconocido o seleccionar la opción de 'organización' y escribir Khan Academy. :)(2 votos)
- Los microscopios donde surgieron?(2 votos)
- Es el microscopio lo unico que te puede ayudar a ver una celula o un conjunto de ellas.(2 votos)
What is the diameter of a human red blood cell?(3 votos)
0,007 mm the diameterofhuman(0 votos)
- como se puede saber si ese microscopio es para el espacio solo tiene una forma o varias formas(1 voto)
- el microvio es fundamental(1 voto)
- como ayuda la microscopia.(1 voto)
En que se diferencian los microscopios electrónicos?(1 voto)- Los microscopios ópticos se basan en una bombilla (luz) como fuente de iluminación, mientras que el MER i MET usan un cañon de electrones, asimismo la radiación del MO es una aspectro (visible) mientras que en los E es basicamente un fajo de electrones, por este mismo motivo no se pueden observar muestras vivas en los E, ya que este flujo de electrones los mataria. En el MO la muestra se visualiza directamente (mirando con nuestros ojos directamente en el microscopio) pero en el MER i MET se debe ver a través de una pantalla (de forma indirecta)
Además las imagenes que vemos de el MER són en 3D i en blanco y negro, en el MET en 2d i también en B/N.
Por no hablar de los aumentos y resolucion, asi como poder de resolucion, que son muy distintos en todos los microscopios(1 voto)