MÉTODOS DE ESTUDIO DE LA CÉLULA

LOS MÉTODOS DE ESTUDIO DE LA CÉLULA

Cuaderno 1

1.UNIDADES DE MEDIDA

cuánto mide?

Las células, salvo excepciones como las yemas de los huevos de las aves, no pueden ser observadas a simple vista y se debe recurrir a la ayuda de los microscopios. Por ese pequeño tamaño tampoco se utiliza como unidad de medida el milímetro pues deberíamos recurrir a cifras con muchos decimales (lo más pequeño que podemos ver a simple vista está en torno a 0,1 mm).

El gráfico superior te muestra una comparativa de tamaños así como la resolución de los microscopios ópitos y electrónicos.

Para evitar manejar engorrosas cifras con decimales se utilizan unidades inferiores como la micra () que es la milésima parte del milímetro, (también se denomina micrómetro (m)).

1mm = 1000  ó 1000m

así, con la micra podremos referirnos al tamaño de las células y de algunos orgánulos:

célula eucariota típica 20-30 

célula procariota 0,5-1 

mitocondria 0,5-1 

cuando tenemos que referirnos a detalles de las células o de los orgánulos tales como la membrana, la micra resulta demasiado grande y entonces se utiliza una unidad inferior, el nanómetro (nm) que es la milésima parte de una micra :

1 nm = 1000 

pero incluso esta unidad puede resultar excesiva si nos adentramos en el nivel molecular y queremos saber distancias entre las moléculas de una macromolécula (por ejemplo entre dos bases nitrogenadas del ADN ) o entre dos átomos de una molécula (por ejemplo entre los átomos de oxígeno e hidrógeno del agua). En estos casos se utiliza el ángstrom (Å ) que es 10 veces menor que un nanómetro:

1 nm = 10 Å

1  = 10.000 Å

cuánto pesa?

Por otro lado además de medir longitudes necesitamos conocer pesos, es decir, necesitamos unidades de masa que sean inferiores al miligramo. La más utilizada para células y orgánulos es el picogramo (pg):

1 pg = 10 –12 gramos

y para macromoléculas el dalton:

1 dalton = 1,66 •10-24 átomos de hidrógeno

esta unidad se debe a que para expresar la masa de una macromolécula se indica su peso molecular, es decir, el número de veces que la molécula tiene más masa que el átomo de hidrógeno. Como en un gramo hay 6,023•1023 átomos de hidrógeno y, por definición, la masa de un átomo de hidrógeno se denomina dalton, resulta que 1 gramo son 6,023•1023 daltons (por ejemplo el peso molecular de la glucosa es de 180 daltons, y el del agua es de 18 daltons).

Otra unidad que se utiliza para macromoléculas y pequeñas estructuras como los ribosomas es el svedberg (S) que también se utiliza como medida de tamaño. Esta unidad está relacionada con la velocidad de sedimentación de las partículas en la centrífuga (esa velocidad será proporcional al peso de la partícula).

1. Calcula cuanto mide en nanómetros:

a) la bacteria Escherichia coli que mide 1 m

b) el virus VIH que mide 0,1 m

c) una célula epitelial humana que mide 40 m

2. ¿Cuál sería el tamaño en micrómetros de una bacteria que mide 0,01 cm?

2. EL MICROSCOPIO ÓPTICO

Aunque seguramente ya has manejado este tipo de microscopio vamos a revisar las partes del microscopio óptico de luz visible y a conocer otros tipos.

Microscopio óptico de luz visible

En un microscopio óptico de luz visible se utiliza como radiación la luz visible que puede enfocarse mediante lentes de vidrio; en él encontramos las siguientes partes:

*Fuente de iluminación que actualmente es una lámpara eléctrica colocada al pie del microscopio

*Elementos mecánicos que son un conjunto de piezas para sostener la parte óptica y las muestras a observar (tubo óptico, platina, pie y asa)

*Elementos ópticos que son tres sistemas de lentes: condensador, objetivo y ocular.

**El condensador concentra los rayos de luz sobre la muestra, obteniéndose así una mayor iluminación; suele llevar un diafragma para regular la cantidad de luz y adecuarla a las necesidades de la observación.

**El objetivo recoge los rayos de luz que atraviesan la muestra, y produce una imagen aumentada de la misma. Los microscopios suelen tener varios objetivos, de distintos aumentos, fijados a una pieza giratoria o revólver.

**El ocular amplifica la imagen producida por el objetivo, y la enfoca sobre el ojo humano.

¿Por qué no lo podemos ver todo?

El aumento al que podemos ver una imagen resulta de los aumentos debidos al objetivo y al ocular. Por ejemplo, si el objetivo es de 10 aumentos (10x) y el ocular es de 4 aumentos (4x), la imagen observada estará 4x10=40 veces aumentada. Si esto fuera lo único que influyese podríamos pensar que con lentes enormes y de buena calidad conseguiríamos un aumento enorme, pero la calidad de un microscopio no sólo viene determinada por el número de aumentos (lentes), sino también por el poder de resolución o distancia mínima para que dos puntos próximos se vean como puntos diferentes. Esto depende fundamentalmente de la longitud de onda de la luz utilizada: cuanto menor sea ésta, mejor es la resolución, es decir, el poder de resolución será menor.

Así, como el principal factor limitante es la longitud de onda de la luz visible, es imposible construir un microscopio con un poder de resolución inferior a 0,2 micrómetros. Es decir, si dos estructuras están separadas a menos de 0,2 micrómetros, aunque utilicemos lentes muy potentes que produzcan muchos aumentos, no se mejorará la resolución, sencillamente veremos una zona borrosa mucho más grande.

Por otro lado, además de la longitud de onda, en el poder de resolución también influye el llamado índice de refracción del medio, normalmente aire, que se encuentra entre el objetivo y la preparación. Cuanto mayor sea el índice de refracción, más disminuye la velocidad de la luz y más aumenta la resolución; por esta razón los

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