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BIOLOGÍA CELULAR6 2. Inclusión y corte. Los organismos unicelulares y las células aisladas pueden observarse con facilidad con el microscopio, pero los órganos y tejidos, in- cluso pequeños fragmentos de ellos, son demasia- do gruesos para que sean traspasados por la luz; de ahí que sea necesario cortarlos en finas láminas. Para ello se utiliza un aparato llamado micrótomo, que permite la realización de cortes de tan sólo al- gunos micrómetros de espesor. El material biológi- co resulta de ordinario extremadamente blando pa- ra poder efectuar los cortes; por ello, a la fijación sigue un proceso de endurecimiento del material y su inclusión en una sustancia plástica, generalmen- te parafina o resina, en la que queda embebido el tejido para que pueda cortarse con facilidad. Una al- ternativa rápida a la inclusión, aunque con resulta- dos de menor calidad, consiste en congelar el tejido y hacer los cortes con un micrótomo especial para esta finalidad (criótomo). Este procedimiento se uti- liza en observaciones de urgencia o cuando el pro- ceso de inclusión puede eliminar o dañar los com- ponentes que se desea estudiar. 3. Tinción. Una dificultad en la observación microscó- pica es el escaso contraste que presenta el material biológico debido a su gran contenido en agua. Para mejorar el contraste se utilizan las tinciones, que permiten colorear artificialmente los distintos com- ponentes tisulares. Son muchos y variados los colo- rantes que se emplean. Aunque las primeras tincio- nes empleadas se obtuvieron de forma empírica, con el tiempo se han desarrollado técnicas que per- miten demostrar determinadas reacciones enzimá- ticas o poner de manifiesto la naturaleza de una sustancia celular concreta mediante la utilización de anticuerpos marcados con un colorante frente a esa sustancia (véase página 13). Medios para aumentar el contraste en diversas modalidades de microscopía óptica Para estudiar el material vivo, en el que no pueden apli- carse las tinciones convencionales pues las células mueren en la fijación, se emplea el microscopio de con- traste de fases. Con el microscopio ordinario, una parte de los rayos que atraviesan el objeto son difractados y se desvían cambiando su fase. En los materiales bioló- gicos la diferencia de fase de onda entre los rayos des- viados y los que no son desviados es de aproximada- mente, 1/4 de esa longitud de onda. Cuando ambos tipos de rayos atraviesan las lentes y sufren interferen- cia, los rayos resultantes experimentan un cierto retra- so de fase que no se detecta con el microscopio ordina- rio. En el microscopio de contraste de fases, los rayos difractados son adelantados o retrasados 1/4 de la lon- gitud de onda con respecto a los no difractados por me- dio de una placa anular. Si ambos grupos de rayos se suman (contraste brillante o negativo), el objeto apare- cerá más brillante que el medio, mientras que si el con- traste es oscuro o positivo, los rayos experimentarán una sustracción, siendo la imagen resultante más oscu- ra que la del medio. De este modo, el microscopio de Si se tiene en cuenta que el límite de resolución del ojo humano sin ayuda de lentes es 0.23 mm = 230 µm (micrómetros) = 230 000 nm, el microscopio óptico au- menta casi 1000 veces el poder de resolución del ojo. El límite de resolución del microscopio de luz es muy difícil de mejorar. Para conseguir un límite de resolu- ción más pequeño, según se desprende de la fórmula indicada antes, habría que aumentar el denominador (la apertura numérica) o disminuir el numerador (longitud de onda). Aumentar el denominador no es posible en lo que respecta al seno α, porque el seno de un ángulo nunca puede ser mayor que uno, pero puede aumentar- se ligeramente el índice de refracción con el empleo de lentes de cuarzo. Con respecto a la disminución del nu- merador, la longitud de onda de la luz blanca no es sus- ceptible de disminución pero puede emplearse luz ul- travioleta, cuya longitud de onda es 260 nm. De este modo, usando lentes de cuarzo y luz ultravioleta, se consigue el máximo límite de resolución posible, alre- dedor de 150 nm. Sin embargo, este procedimiento tie- ne el inconveniente de que la luz ultravioleta no es visi- ble y hay que proceder por aproximación, tomando fotografías para observar luego dónde se ha impresio- nado la placa fotográfica. Este método no es útil, por tanto, para los estudios habituales pero se ha utilizado para el estudio de ácidos nucleicos que absorben inten- samente la luz ultravioleta. Los aumentos finales se obtienen multiplicando los del objetivo por los del ocular. Hay que tener en cuenta que la resolución de la imagen es la del objetivo, puesto que el ocular no amplía el poder de resolución. Sin em- bargo, el ocular es muy útil, porque con sólo el objetivo quedaría la imagen demasiado pequeña para ser observa- da con comodidad. En algunos microscopios se emplea, además, una lente intermedia, cuyos aumentos constitu- yen un factor multiplicador más a la hora de calcular los aumentos finales. La imagen obtenida puede impresio- nar una placa fotográfica colocada en vez del ocular. Al positivar el negativo, la imagen puede aumentarse hasta cuatro o cinco veces, obteniendo así una imagen amplia- da que permite observar con comodidad los detalles captados gracias al poder de resolución. Las ampliacio- nes excesivas diminuirían la nitidez de la imagen. Técnicas preparatorias utilizadas en microscopía óptica La correcta observación del material biológico con el microscopio óptico requiere una serie de procesos pre- vios que, en esencia, son los siguientes: 1. Fijación. Las células de los órganos y tejidos mue- ren y se descomponen cuando son extraídas de su medio si no se las mantiene en condiciones espe- ciales como las que se dan en los cultivos celulares. El proceso de fijación no evita la muerte celular, pero preserva de la descomposición manteniendo inalterada la estructura morfológica. Entre los mu- chos líquidos fijadores utilizados, el formaldehído o formol es el más habitual. Otros fijadores son el al- cohol y el ácido acético. 01 PANIAGUA BIOLOGIA 3 01 29/11/06 12:38 Página 6
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