MICROBIOLOGIA

Licenciatura en Biología

Evidencia

Alumno:

• Morales Prado Christopher

Sexto Semestre

Chetumal, Quintana Roo a 19 de marzo del 2015

Introducción

El Servicio de Microscopía (S.M.) es un centro destinado a facilitar la infraestructura y apoyo técnico para que se lleven a cabo trabajos de investigación de la Universidad de Sevilla, centros oficiales y otros particulares que requieran el uso de variadas técnicas de microscopía.

En el campo de la Microscopía la comunidad científica de Sevilla aplica técnicas tan variadas como útiles para abordar los problemas que se plantean en el desarrollo de las líneas y trabajos de investigación realizados por los distintos grupos. La investigación desarrollada abarca una gama amplia y heterogénea de temas, detallados más adelante, debido a la gran cantidad de áreas de conocimiento implicadas en ella.

El S.M. cuenta con los equipos necesarios para la preparación de muestras biológicas y de materiales, para la observación de las mismas en microscopía electrónica de transmisión y barrido, microscopía óptica y de fuerzas atómicas.

Así mismo, el S.M. presta apoyo a la docencia en cursos de postgrado, prácticas de diversas licenciaturas y cursos propios de especialización. Las técnicas ofrecidas por el S.M. son del máximo interés para cualquier institución interesada en la caracterización microscópica de materiales y ciencias de la vida, tanto a nivel rutinario como en acciones de investigación y desarrollo. (1)

Una de las finalidades de la microscopía es permitir observar los especímenes de la mejor manera posible, logrando un buen balance entre el contraste y la resolución. Esto es de extrema utilidad en muestras incoloras, tales como las células vivas, que en su estado natural son transparentes y con poco contraste, en las cuales los detalles permanecen invisibles a pesar de la resolución. Esto se debe a que las células incoloras absorben muy poca luz y por lo tanto en un microscopio de campo claro no se ven correctamente. Hay células (eritrocitos por ejemplo) que poseen pigmentos propios que le confieren color y contraste suficientes, pero esto es la excepción.

Desafortunadamente, con los microscopios compuestos de campo claro ordinarios, no se puede lograr un buen contraste de células vivas no coloreadas. Los microscopios de campo claro se denominan así debido a que las muestras son observadas en un campo brillante muy iluminado, en el cual, el contraste se sacrifica a expensas de la resolución y viceversa, limitándose por ejemplo el estudio de células y tejidos vivos, en los cuales la adición de sustancias químicas para incrementar el contraste puede provocar cambios o modificaciones en la estructura de la célula e incluso producirle la muerte.

El interés de observar células vivas radica en la posibilidad de captar procesos vitales en pleno desarrollo, tales como la motilidad, la división, la fagocitosis y muchos otros. Estas particularidades han motivado a los investigadores a buscar métodos para incrementar el contraste con la finalidad de obtener imágenes de células vivas con más detalles. De ordinario, en el microscopio convencional, esto se puede lograr de cierta manera si se reduce la apertura del diafragma o se disminuye la cantidad de luz; con estas maniobras se incrementa el contraste, pero lamentablemente también se reduce seriamente la resolución y la nitidez.

Durante años los investigadores han buscado los procedimientos para resolver estas limitaciones al estudiar tanto células incoloras como células teñidas, llegando a aplicar métodos sencillos que logran incrementar el contraste sin afectar tanto la resolución. Por ejemplo, cuando la finalidad es tomar micrografías en blanco y negro, aplicando las técnicas de fotografía convencional se aumenta el contraste empleando filtros de colores y esto ha sido de gran utilidad. En especímenes coloreados de rojo, el empleo de un filtro verde oscurece las áreas rojas e incrementa el contraste, pero aclara las áreas teñidas con colorantes verdes (15).

Más recientemente, con el empleo de programas informáticos de digitalización y edición de imágenes, las micrografías de células incoloras pueden ser tratadas mejorando de manera significativa el contraste (fig. 6-1), sin embargo, para observar más detalles en los especímenes vivos necesariamente hay que emplear otros métodos ópticos de contraste más sofisticados (12).

Figura 6-1.- Micrografía en campo claro de una célula epitelial de la mucosa bucal antes (izquierda) y después (derecha) de modificación digital para mejorar el contraste. Modificada de Wegerhoff R, Weildich O, Kassens M. (2005). Basis of light microscopy image. (12).

En este sentido, las limitaciones presentadas por los microscopios compuestos ordinarios han sido superadas mediante el diseño y fabricación de microscopios particulares o de accesorios especiales, notablemente en lo que a sistema de iluminación se refiere; ya sea empleando otro tipo de fuente luminosa o utilizando filtros para modificar la energía lumínica empleada y modificando la conformación de los condensadores. Estas modificaciones han permitido la creación de diversos microscopios cuyas funciones amplían las posibilidades del microscopio compuesto estándar, lo que permite obtener otros datos más allá de los límites de la microscopía fotónica convencional.

Se han diseñado técnicas microscópicas más complejas que incrementan el contraste sin afectar la resolución. Son artificios que proporcionan efectos ópticos en la muestra, permitiendo que aquellos detalles que pasan desapercibidos se traduzcan en cambios de intensidades luminosas las cuales si pueden ser reconocidas por el ojo humano. Los principios básicos de estas técnicas especiales de microscopía se basan en:

• La modificación de la manera como incide la luz sobre el espécimen: Empleo de condensadores y filtros:

- Microscopio de campo oscuro.

- Microscopio de contraste de fase.

- Microscopio de luz polarizada, Microscopio petrográfico y metalúrgico.

- Contraste por interferencia diferencial (Differential Interference Contrast) Nomarski.

• La modificación de la fuente emisora de luz: Cambiando la luz blanca por luz ultravioleta o rayos láser:

- Microscopio de luz ultravioleta.

- Microscopio de fluorescencia.

- Microscopio confocal.(2)

El estudio detallado de los componentes de células y tejidos

El estudio detallado de los componentes de células y tejidos animales o vegetales, por el tamaño que poseen, requiere el uso de instrumentos que permitan ampliar muchas veces más la imagen de las estructuras que los constituyen.

El instrumento que fue empleado por los primeros biólogos para estudiar la célula y los tejidos, es el microscopio. El nombre deriva etimológicamente de dos raíces griegas: mikrós, que significa pequeño y skopéoo, que significa observar. Es decir el microscopio es un instrumento que sirve para observar objetos o estructuras pequeñas. Existen dos tipos de microscopios que emplean la luz como fuente de energía para formar imágenes aumentadas y detalladas de objetos que a simple vista no es posible observar:

a) Microscopio fotónico simple o lupa.

b) Microscopio fotónico compuesto.

El microscopio simple o lupa es un instrumento de amplificación de imágenes que consiste en la utilización de una o más lentes convergentes en un solo sistema óptico.

Dependiendo de la curvatura de la superficie de la lente las lupas pueden ampliar las imágenes de los objetos desde 5, 8,10, 12, 20 y hasta 50 veces. Forman una imagen de mayor tamaño, derecha y virtual.

Los microscopios fotónicos compuestos que se emplean actualmente tienen sus antecesores en los instrumentos ópticos desarrollados, en el periodo comprendido entre 1590 y 1610, por Hans (padre) y Zacarías (hijo) Janssen; quienes mediante el tallado cuidadoso de lentes biconvexas construyeron los primeros microscopios compuestos (fig. microsc. 1). lente ocular tubo extensible lente objetivo

Diafragma Figura microsc. 1. Diagrama que muestra los componentes del microscopio compuesto fabricado por los Jansen.

A partir de esa época, el microscopio es el instrumento más utilizado en el estudio de células y tejidos. Se fue perfeccionando, tanto en su parte óptica como en su parte mecánica, gracias a los adelantos tecnológicos aplicados a los componentes antes mencionados. Se denominan compuestos porque la imagen se forma mediante la utilización de tres sistemas de lentes, cada uno de ellos constituidos por lentes convergentes y divergentes.

Los sistemas de lentes son el condensador, los objetivos y los oculares.

En la actualidad, el microscopio fotónico es un instrumento de uso cotidiano en los laboratorios de investigación y de diagnóstico así como en las aulas de enseñanza de Biología,

Embriología, Histología, Microbiología y Patología.

COMPONENTES DEL MICROSCOPIO FOTÓNICO.

El microscopio fotónico compuesto está integrado por tres tipos de componentes:

a) COMPONENTES MECÁNICOS: Son aquellos que sirven de sostén, movimiento y sujeción de los sistemas ópticos y de iluminación así como de los objetos que se van a observar.

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