1.7: La microscopía revela la diversidad de estructura y forma de la vida
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En términos generales, hay dos tipos de microscopía. En Microscopía Óptica, la muestra en el portaobjetos se ve a través de lentes de vidrio óptico. En Microscopía Electrónica, el espectador está mirando una imagen en una pantalla creada por electrones que pasan a través, o reflejados desde el espécimen. Para un muestreo de micrografías de luz y electrones, echa un vistazo a esta Galería de Micrografías. Aquí comparamos y contrastamos diferentes técnicas microscópicas.
A. Microscopía óptica
Históricamente, una forma u otra de microscopía óptica ha revelado mucho de lo que sabemos de la diversidad celular. Consulte los Dibujos de la mitosis para un recordatorio de cómo se dividen las células eucariotas y luego consulte El microscopio óptico para obtener descripciones de diferentes variaciones de microscopía óptica (por ejemplo, campo brillante, campo oscuro, contraste de fase , fluorescencia, etc.). Los límites de aumento y resolución de 1200X y 2 mm, (respectivamente) son comunes a todas las formas de microscopía óptica. A continuación se describen brevemente las principales variaciones de la microscopía óptica.
1. La microscopía de campo brillante es el tipo de microscopía óptica más común, en el que el espécimen se ilumina desde abajo. El contraste entre regiones del espécimen proviene de la diferencia entre la luz absorbida por la muestra y la luz que pasa a través de ella. Los especímenes vivos carecen de contraste en la microscopía convencional de campo brillante porque las diferencias en el índice de refracción entre los componentes del espécimen (por ejemplo, orgánulos y citoplasma en las células) difunden la resolución de la imagen aumentada. Es por ello que la microscopía de campo brillante es la más adecuada para especímenes fijos y teñidos.
2. En la iluminación de campo oscuro, la luz que pasa por el centro del espécimen se bloquea y la luz que pasa por la periferia del haz es difractada (“dispersada”) por la muestra. El resultado es un contraste mejorado para ciertos tipos de especímenes, incluidos los vivos, sin fijar y sin teñir.
3. En la microscopía de luz polarizada, la luz se polariza antes de pasar a través del espécimen, lo que permite al investigador lograr el mayor contraste rotando el plano de luz polarizada que pasa por la muestra. Las muestras pueden estar sin fijar, sin teñir o incluso vivas.
4. La microscopía de contraste de fase o interferencia mejora el contraste entre partes de una muestra con índices de refracción más altos (por ejemplo, orgánulos celulares) e índices de refracción más bajos (por ejemplo, citoplasma). Fase: la óptica de microscopía de contraste desplaza la fase de la luz que ingresa al espécimen desde abajo en media longitud de onda para capturar pequeñas diferencias en el índice de refracción y así aumentar el contraste. La microscopía de contraste de fase es la herramienta más rentable para examinar especímenes vivos, no fijos y sin teñir.
5. En un microscopio de fluorescencia, se pasa luz de longitud de onda corta y alta energía (generalmente UV) a través de un espécimen que ha sido tratado con un químico fluorescente unido covalentemente a otras moléculas (por ejemplo, anticuerpos) que fluoresce cuando es golpeado por la fuente de luz. Esta etiqueta fluorescente se eligió para reconocer y unir moléculas o estructuras específicas en una célula. Así, en la microscopía de fluorescencia, el color visible de la fluorescencia marca la ubicación de la molécula/estructura diana en la célula.
6. La microscopía confocal es una variante de la microscopía de fluorescencia que permite obtener imágenes a través de muestras gruesas y secciones. El resultado suele ser similar a 3D, con una profundidad de enfoque mucho mayor que otros métodos de microscopio óptico. Haga clic en Galería de Imágenes de Microscopía Confocal para ver una variedad de micrografías confocales e imágenes relacionadas; mire principalmente a los especímenes.
7. La microscopía de lámina luminosa de celosía es una variante de microscopía óptica de 100 años de antigüedad que nos permite seguir estructuras subcelulares y macromoléculas que se mueven en células vivas. Recientemente se aplicó para seguir el movimiento y localización celular subcelular de moléculas de ARN asociadas a proteínas en estructuras llamadas gránulos de ARN (échale un vistazo en RNA Organization in a New Light).
B. Microscopía Electrónica
A diferencia de la microscopía de luz (óptica), la microscopía electrónica genera una imagen pasando electrones a través de, o reflejando electrones de un espécimen, y capturando la imagen electrónica en una pantalla. ¡La microscopía electrónica de transmisión (TEM) puede lograr un aumento mucho mayor (hasta 106X) y resolución (2.0 nm) que cualquier forma de microscopía óptica! La Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) puede ampliarse hasta 105X con una resolución de 3.0-20.0 nm. TEM, junto con estudios bioquímicos y biológicos moleculares, continúa revelando cómo los diferentes componentes celulares funcionan entre sí. El mayor voltaje en microscopía electrónica de alto voltaje es una adaptación que permite TEM a través de secciones más gruesas que el TEM regular (bajo voltaje). El resultado son micrografías con mayor resolución, profundidad y contraste. El SEM nos permite examinar las superficies de tejidos, pequeños organismos como insectos, e incluso de células y orgánulos. Consulte este enlace a Microscopía Electrónica de Barrido para obtener una descripción del EM de barrido, y mire la galería de imágenes SEM al final de la entrada.