Mitosis

El término “mitosis” proviene de la palabra griega mitos, que significa “hebra”. Lo acuñó en 1882 el biólogo alemán Walther Flemming para describir los cromosomas filiformes que aparecían en forma misteriosa en las células animales justo antes de dividirse en dos. Karp (2008) dice que la mitosis es un proceso de división nuclear en el que las moléculas replicadas de DNA de cada cromosoma se reparten con exactitud en dos núcleos. Y, Becker, Kleinsmith y Hardin (2007) mencionan que es el proceso por el cual un núcleo se divide, dando lugar a dos núcleos hijos genéticamente idénticos, mediante la segregación, a cada uno de ellos, de los cromosomas previamente duplicados; suele ser seguida de la división celular. Por lo tanto, la mitosis es el proceso por el cual la célula se divide en dos. 

Por tanto, la mitosis mantiene el número de cromosomas y genera nuevas células para el crecimiento y el mantenimiento de un organismo. No obstante, esta puede ocurrir en células haploides o diploides. Las células mitóticas haploides se encuentran en hongos, gametofitos de las plantas y en unos cuantos animales (inclusive abejas macho, conocidas como zánganos). La mitosis es una etapa del ciclo celular en la que la célula dedica toda su energía a una sola actividad: la separación cromosómica. Como resultado la mayoría de las actividades metabólicas de la célula, entre ellas la transcripción y la traducción, se detienen durante la mitosis y la célula entra en una falta relativa de respuesta a los estímulos externos. 

Por lo general la mitosis se divide en cinco etapas  profase, prometafase, metafase, anafase y telofase, cada una caracterizada por una serie particular de sucesos. Hay que tener presente que estas etapas representan un segmento de un proceso continuo; la división de la mitosis en fases arbitrarias se hace sólo para facilitar la descripción y la experimentación.

Etapas

Profase: El material cromosómico se condensa para formar cromosomas mitóticos compactos. Se observa que los cromosomas se componen de dos cromátides unidas en el centrómero. El citoesqueleto se desensambla y el huso mitótico se ensambla. El aparato de Golgi y el retículo endoplásmico se fragmentan. La envoltura nuclear se dispersa.

Prometafase: Los microtúbulos cromosómicos se unen con los cinetocoros de los cromosomas y estos se mueven al ecuador del huso.

Metafase: a) Metafase temprana. Las fibras polares y cinetocóricas del huso tiran de cada par de cromátides hacia un lado y otro. d) Metafase tardía. Los pares de cromátides se alinean en el ecuador de la célula. Todos los cromosomas de la célula se alinean en el plano medio de la célula, o placa metafase.

El huso mitótico tiene tres tipos de microtúbulos: Los microtúbulos polares, también conocidos como microtúbulos no cinetocoros, se extienden desde cada polo hasta la región ecuatorial, en donde se traslapan e interactúan con microtúbulos no cinetocoros del polo opuesto. Los microtúbulos cinetocoros se extienden desde cada polo y se unen a los cinetocoros de los cromosomas. Los microtúbulos astrales son los microtúbulos cortos que forman ásteres en cada polo.

Anafase: Los centrómeros se dividen y las cromátides se separan; vez que las cromátidas ya no están unidas a sus duplicados, entonces a cada cromátida se le llama cromosoma. Los cromosomas se mueven a los polos opuestos de la célula. La anafase termina cuando todos los cromosomas llegan a los polos.

Telofase: Los cromosomas se aglomeran en los polos opuestos del huso. Los cromosomas se descondensan y adquieren, nuevamente, un aspecto difuso. La envoltura nuclear se ensambla alrededor de los cúmulos de cromosomas y los nucléolos reaparecen. El aparato de Golgi y el retículo endoplásmico se reforman. El huso mitótico se desorganiza y la membrana plasmática se invagina en un proceso que hace separar las dos células hijas. Las células hijas se forman por citocinesis.

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Ciclo Celular

Becker, Kleinsmith y Hardin (2007) mencionan que es conjunto de etapas implicadas en la preparación y desarrollo de la división celular; comienza cuando acaban de formarse dos células nuevas por la división de una célula parental y se completa cuando una de esas células entre en división. Por otra parte, Karp (2008) dice que es el estado a través del cual una célula pasa de una división celular a otra. En este sentido, el ciclo celular trata de una serie de pasos en el que el material genético de la célula se duplica para formar dos copias, para posteriormente originar dos células hijas, de las cuales cada una de ellas recibe una copia del material duplicado.

En relación a lo mencionado, en una población de células en división, ya sea dentro del cuerpo o en una caja de cultivo, cada célula pasa por una serie de etapas definidas que constituyen el ciclo celular. Asimismo, este comienza cuando se forman dos nuevas células hijas, por la división de una única célula madre, y finaliza cuando una de estas dos células se divide de nuevo en otras dos células hijas. En células de mamífero, por ejemplo, el ciclo completo suele durar de 18 a 24 h. 

No obstante, el ciclo celular está finamente regulado, esta regulación ocurre en distintos momentos y puede involucrar la interacción de diversos factores, entre ellos, la falta de nutrimentos y los cambios en temperatura o en pH, pueden hacer que las células detengan su crecimiento y su división. Por otra parte, el ciclo celular puede dividirse en dos fases principales con base en las actividades celulares visibles con un microscopio óptico:

*La fase M: Incluye (1) el proceso de mitosis, que corresponde a la división celular que produce dos núcleos con cromosomas idénticos a los el núcleo parental, e inicia al final de la fase G2, y (2) la citocinesis, generalmente comienza antes de que la mitosis termine, y corresponde a la división del citoplasma celular para formar dos células hijas.

*La interfase: Es la mayor parte de la vida celular, el cual no ocurre la división celular y es el periodo entre las divisiones celulares, es un intervalo donde la célula crece y efectúa diversas actividades metabólicas, es decir, sintetiza materiales necesarios (proteínas, lípidos, y otras moléculas biológicamente importantes). Mientras que la fase M sólo suele durar alrededor de 1 h en las células de mamíferos, la interfase puede extenderse por días, semanas o más tiempo, según el tipo celular y las condiciones imperantes. Y se distinguen tres etapas: las fases Gl, S y G2.

En cierto momento del ciclo celular, la célula “decide” si va a dividirse o no. Cuando las células normales cesan su crecimiento por diversos factores, se detienen en un punto tardío de la fase G1, -el punto R (“restricción”), primer punto de control del ciclo celular-. En algunos casos, antes de alcanzar el punto R, las células pasan de la fase G1 a un estado especial de reposo, llamado G0, en el cual pueden permanecer durante días, semanas o años. Una vez que las células sobrepasan el punto R, siguen necesariamente a través del resto de las fases del ciclo, y luego se dividen.

Al tiempo entre el fin de la mitosis y el inicio de la fase S se le llama fase G1 (G simboliza gap, un intervalo de tiempo durante el que no ocurre síntesis de ADN). Es un período de crecimiento general y duplicación de las organelas citoplasmáticas, el crecimiento y el metabolismo normal suceden durante la fase G1, que típicamente es la fase más larga. En general, las células que no están en proceso de división permanecen en este intervalo del ciclo celular y se dice que se encuentran en un estado llamado G0. Hacia el final del G1, las enzimas requeridas para la síntesis de ADN se vuelven más activas. La síntesis de esas enzimas, junto con las proteínas que se necesitan para iniciar la división celular, permiten que la célula entre a la fase S.

Durante la fase de síntesis, o fase S, el ADN se replica y las proteínas histonas son sintetizadas para que la célula pueda hacer una copia de sus cromosomas. Después de completar la fase S, la célula entra a una segunda fase o intervalo, conocida como fase G2. Durante este tiempo, aumenta la síntesis de proteínas, conforme se dan los pasos finales en la preparación de la célula para la división. En esta fase, existe un segundo punto de control en el cual la célula “evalúa” si está preparada para entrar en mitosis, este control actúa como un mecanismo de seguridad que garantiza que solamente entren en mitosis aquellas células que hayan completado la duplicación de su material genético; además, comienzan a ensamblarse las estructuras directamente asociadas con la mitosis y la citocinesis.

El pasaje de la célula a través del punto R depende de la integración del conjunto de señales externas e internas que recibe. El sistema de control del ciclo celular está basado en dos proteínas clave, las ciclinas y las proteínas quinasas dependientes de ciclinas (Cdk), que responden a esta integración de señales. Después de la fase G2 ocurre la mitosis, que usualmente es seguida de inmediato por la citocinesis. En las células de diferentes especies o de diferentes tejidos dentro del mismo organismo, las diferentes fases ocupan distintas proporciones del ciclo celular completo. En muchas células, la fase G2 es corta con respecto a las fases G1 y S.

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  Mitosis

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  Meiosis

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  Citocinesis

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  Diferencias Mitosis y Meiosis

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Biomoléculas

Micocci (2018) dice que las biomoléculas son:

Todas las moléculas que intervienen en la estructura y funcionamiento del organismo vivo, lo mismo sean grandes moléculas poliméricas (macromoléculas) como los polisacáridos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos o sus monómeros: monosacáridos, ácidos grasos, aminoácidos y nucleótidos, así como sus intermediarios metabólicos.

En este sentido, las biomoléculas son compuestos químicos que se encuentran en la materia viva y resultan de la unión de los bioelementos por enlaces químicos entre los que destacan los de tipo covalente. Asimismo, son el fundamento de la vida y cumplen funciones imprescindibles para los organismos vivos. Y pueden ser:

a) Inorgánicas: Son características de la materia inerte, pero se encuentran también entre los seres vivos. No poseen átomos de carbono o este, si aparece, no forma cadenas con otros carbonos y con hidrógenos. Son el agua, las sales minerales y algunos gases que pueden desprenderse o utilizarse en el transcurso de las reacciones químicas de las células como el oxígeno (O₂) y el dióxido de carbono (CO₂).

b) Orgánicas: Están formadas por carbono, al que se unen, al menos hidrógeno y oxígeno y, en muchos casos nitrógeno, fósforo y azufre. En general son moléculas exclusivas de los seres vivos, salvo el caso del metano, que es el hidrocarburo más simple y que se sabe que puede tener un origen no biológico. Pueden ser: aminoácidos, lípidos, carbohidratos, proteínas, polisacáridos y ácidos nucleicos.

Funciones

Entre las funciones que estas biomoléculas realizan en los seres vivos destacan las siguientes:

*Energética: Proporcionan energía que permite a la célula realizar todas sus funciones.

*Enzimática: Intervienen en la fabricación de las moléculas necesarias para vivir, para esto requiere de las enzimas que son los catalizadores biológicos, que aceleran las reacciones químicas llevadas a cabo en las células.

*Contráctil: Son aquellas que están presentes en los músculos, al contraerse, permiten que los organismos se puedan mover.

*Estructural: Consiste en dar forma y estructura a las células, así como constituir algunas partes de los organismos, como el cabello y las uñas.

*Defensa: Actúan en el organismo defendiéndolo de agentes patógenos como bacterias, virus, hongos, etc.

*Reguladora: Son las que se encargan de dirigir y controlar la síntesis de otras moléculas.

*Precursor: Biomolécula que da origen a otra, con funciones y características diferentes.

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Ovogénesis

El termina ovogénesis (oogénesis) se refiere a la secuencia completa de sucesos por los cuales las ovogonias se transforman en ovocitos. Esta maduración comienza en la vida prenatal (alrededor del 3er mes) y llega a completarse después de la pubertad. De aquí se distingan una maduración prenatal y una maduración postnatal.

Maduración Prenatal: Durante la 6ta semana de desarrollo llegan las células germinativas primordiales, provenientes de las paredes endodérmicas del saco vitelino, al reborde gonadal mesotérmico ubicado en la cara medial del riñón embrionario (mesonefros). Estas células germinativas primordiales se transforman aquí en oogonias (ovogonias), los cuales aumentan en número por múltiples divisiones mitóticas y llegan a formar unos acúmulos rodeados por una capa de células epiteliales planas.

Para el 3er mes alguna de las numerosas ovogonias se convierte por diferenciación en ovocitos primarios, células voluminosas que inician la profase de la 1era división meiótica o proceso de maduración.

Se considera que para el 5to mes el número de ovogonias ha llegado a un máximo: 6 millones. Desde ahora y hasta el 7mo mes, se inicia un proceso de degeneración que acaba con la mayoría de las ovogonias y algunos ovocitos. Todos los ovocitos que sobreviven ya han entrado en la división meiótica encontrándose en el periodo de paquiteno de la Profase I. Cada uno de ellos se encuentra rodeado por una capa de células foliculares planas, conformando el llamado folículo primordial. Se considera que estas células foliculares produzcan una sustancia llamada inhibidor de la maduración del ovocito, que mantiene detenido el proceso meiótico.

Así, en una recién nacida, el ovario contiene solo folículos primordiales (unos 2 millones), que incluyen ovocitos primarios detenidos en el periodo de dictioteno, un estado de "reposo" entre la profase y la metafase de la 1era división meiótica. Estos ovocitos permanecen en este estado hasta la pubertad. Esta maduración tan larga de la 1era división meiótica podría explicar, en parte, la frecuencia creciente de errores cromosómicos, como la nodisyuncion del mongolismo observada en madres de edad cada vez más avanzada.

Maduración Postnatal: En la pubertad, grupos de folículos primordiales inician su desarrollo pasando por los estadios de folículos primarios, secundarios y maduros, durante los cuales ocurren modificaciones de las células foliculares y el ovocito primario. Un poco antes de la ovulación, el ovocito primario completa la 1era división meiótica transformándose en una célula.

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Espermatogénesis

El proceso de la espermatogénesis ocurre en el espacio intercelular de las células de Sertoli. Las espermatogonias son las células germinales más primitivas, presentes desde el nacimiento y ubicadas en el compartimento basal. Los espermatocitos resultan de la división de las espermatogonias y se ubican al inicio del compartimiento adluminal. Las espermatidas originadas desde los espermatocitos llenan el compartimiento adluminal cercano al lumen.

La espermatogénesis comprende una serie de eventos por los cuales una espermatogonia se transforma en un espermatozoide. Por conveniencia de las descripciones, suele dividirse en tres fases:

a) Espermatocitogénesis: Las espermatogonias más primitivas proliferan por mitosis dando otras espermatogonias primitivas y espermatocitos primarios pre-leptoténicos, que se encuentran unidos por puentes citoplasmáticos. Estas células ocupan el compartimento basal.

b) Meiosis: La aparición de los filamentos en la cromatina del núcleo de los espermatocitos pre-leptoténicos indica el inicio de la primera división meiótica. Al final de ella, los espermatocitos primarios tetraploides han originado espermatocitos secundarios diploides y este suceso coincide con el cruce de la barrera hemo-testicular.

c) Espermiogénesis: Las espermatidas sufren una serie de complejas transformaciones citológicas, que incluyen una condensación del núcleo, la formación del acrosoma, la eliminación del citoplasma residual y el desarrollo de una cola, todo lo cual lleva a estas células a transformarse en espermatozoides.

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Gametogénesis

Una vez instalado el tejido germinal primordial en la gónada, sufre una evolución que recibe el nombre de Gametogénesis; en este proceso evolutivo pueden distinguirse tres fases, la cual se efectúa de manera diferente según el sexo, pero en ambos guardan ciertos caracteres comunes, que son:

1) Fase de Multiplicación: Las células germinales comienzan a multiplicarse mediante mitosis normales. A partir del momento en que la gónada se diferencia de acuerdo con el sexo, los gonocitos que no dejan de multiplicarse reciben el nombre de espermatogonias en el sexo masculino y de ovogonias en el sexo femenino. Estos elementos son diploides (tienen 2n cromosomas, es decir, 46 en la especie humana).

2) Fase de Crecimiento: En un momento dado, las células germinales dejan de multiplicarse temporalmente y aumentan de volumen. Se les llama entonces espermatocitos de primer orden cuando se trata del sexo masculino y ovocitos del primer orden cuando se trata del sexo femenino, lo cual también puede expresarse como espermatocitos y ovocitos primarios.

En este sentido, el aumento de volumen es muy escaso en el caso de los espermatocitos primarios, pero considerables en los ovocitos primarios, puesto que incluye la acumulación de reservas en el citoplasma. Es de acotar que, estas células son todavía diploides, aunque durante este periodo se realiza la premeiosis, es decir, la profase de la primera división de maduración.

3) Fase de Maduración: Las células germinales sufren dos divisiones sucesivas muy especiales, llamadas de maduración, que juntas constituyen la meiosis. Esta última tiene por efecto no únicamente el hecho de reducir la mitad de numero de cromosomas, sino también el de obtener de cada espermatocito primario u ovocito primario cuatro elementos diferentes unos de otros en cuanto a su genoma se refiere.

I) Primera División de Maduración: La primera división meiótica es reduccional en cuanto al número de cromosomas y da origen a las células haploides (con n cromosomas, es decir 23 en especies humanas) que correspondes a dos espermatocitos secundarios o de segundo orden a partir de cada espermatocitos primarios, pero un ovocito secundario y un glóbulo polar a partir de cada ovocito primario. En efecto, en el sexo femenino, la división del citoplasma se efectúa de manera completamente diferente, de modo que beneficio adquirido durante el periodo del crecimiento no se conserva si no únicamente para una de las dos células (el ovocito secundario). La otra célula, en cambio (el corpúsculo polar) no recibe más que una vaina citoplastica reducida al mínimo, que incluso en ocasiones se encuentra ausente, razón por la cual el corpúsculo polar no tendrá ningún valor funcional y simplemente será un residuo.

II) División de Maduración: La segunda división meiótica es ecuacional en cuanto al número de cromosomas y da como resultado también elementos haploides: dos espermatides a partir de cada espermatocito secundario y un ovótide y un segundo glóbulo polar a partir de cada ovocito secundario. El primer corpúsculo polar puede en algunas especies dividirse también en dos. Posteriormente, en el curso de los procesos denominados espermatogénesis, cada espermatide se transforma en un espermatozoide, y en el curso de los procesos denominados ovogénesis, el estado de ovotide es aquel en el que el núcleo del gameto femenino se encuentra ya dispuesto a fusionarse con el núcleo de espermatozoide durante el momento de fecundación.

Tipos

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  Espermatogénesis

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  Ovogénesis

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Importancia de la Meiosis

La Meiosis es un fenómeno que se observa tanto en el reino animal como en el reino vegetal, en la gran mayoría de las especies con reproducción sexual. No obstante, consiste en una división del núcleo en dos secuencias cm resultado que el número diploide anterior pasa a ser haploide.

Asimismo, esta es de gran importancia debido a que la meiosis mantiene la constancia en el número de cromosomas de la especie, gracias a la reducción a la mitad del número de cromosomas de los únicos gametos. Dicho resultado se obtiene debido a que en el curso de la profase de la primera división de maduración los cromosomas homólogos se aparean y, una vez efectuada esta conjugación, se separan los homólogos de cada pareja. Así, durante la anafase, uno de dos homólogos de cada pareja se sitúa en un polo del uso, en tanto que el otro se sitúa en el polo opuesto. En razón de este mismo mecanismo, la ovogénesis produce células provistas de un cromosoma X, en tanto que la espermatogénesis, los espermatozoides son portadores de un cromosoma X y un cromosoma Y.

Por otra parte, lleva a cabo la diversidad que ofrece dos posibilidades a la reproducción de acuerdo con cada uno de los dos sexos. De ello resulta que al finalizar la segunda división cuando cada cromatide ya se ha convertido en un cromosoma distinto en cada lote de cuatro elementos haploides provenientes de una misma célula diploide podrán contarse cuatro combinaciones genómicas diferentes.

Por último, la diversificación de los genomas de los gametos de acuerdo con un número de posibles combinaciones que resulta prácticamente infinito.

Origen y Diferenciación de las Células Germinales

Existen diferencias en la maduración de las células germinales entre ambos sexos, aunque las primeras etapas de su formación son similares. En relación a lo mencionado, es ampliamente aceptado que las células germinales son de origen endodérmico; sin embargo, se pueden detectar en forma indiferente durante la segunda semana cuando el embrión se encuentra en fase de disco plano bilaminar.

En dicha fase, un grupo de células epiblásticas se determinan a células germinales primordiales bajo la actividad de la proteína morfogénica ósea (BMP-4). Más tarde migran a través de la línea primitiva y se sitúan en el saco vitelino cerca de la alantoides, donde se diferencian a células germinales primordiales (figura 2-1A). Estas células se pueden reconocer a partir del día 24 (posfertilización), por su núcleo de gran tamaño y alto contenido de fosfatasa alcalina.

Así mismo, las células germinales primordiales migran desde el saco vitelino a través de la alantoides, el intestino caudal y su mesenterio dorsal; llegan a la gónada (cresta gonadal) durante la sexta semana (figura 2-1B), en donde se diferencian a células madre: espermatogonias en el varón y ovogonias en la mujer.

En este sentido, en ambos sexos la aparición y migración de las células germinales es similar. Durante la migración hacia la gónada, las células germinales expresan el factor de transcripción Oct-4 que les permite la totipotencia. Otro de los factores esenciales es la expresión del factor inhibidor de la leucemia (LIF), que estimula la multiplicación de las células germinales durante su migración; se acepta que llegan entre 2.000 y 4.000 células a la gónada que se está desarrollando.

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Historia del Microscopio

1590 Zacharias Janssen: Era un fabricante de gafas.

1610 Galileo Galilei: También citado a veces como inventor del microscopio compuesto, parece haber descubierto que podía enfocar de cerca su telescopio para ver objetos pequeños y, tras ver un microscopio compuesto construido por Drebbel expuesto en Roma en 1624, construyó su propia versión mejorada.

1619 Cornelius Drebbel: Invento un microscopio con lentes convexas.

1625 Giovanni Faber: Acuñó el nombre de microscopio para el microscopio compuesto que Galileo presentó a la Accademia dei Lincei en 1625.

1665 Robert Hooke: Fabricó él mismo un microscopio.

1668 Antonie van Leeuwenhoek: Fabricó unas pequeñas lentes que pudo ampliar imágenes más de 300 veces, esto debido a que era un experto en el pulido de lentes; asimismo, su microscopio consistía en una pequeña bola de vidrio colocada dentro de un marco de metal. Utilizando un sencillo microscopio de una sola lente, colocó una lente esférica de vidrio muy pequeña entre los orificios de dos placas metálicas remachadas entre sí, y con una aguja ajustable mediante tornillos para montar el espécimen.

Siglo XVIII: El microscopio tuvo diversos adelantos mecánicos que aumentaron su estabilidad y su facilidad de uso, aunque no se desarrollaron por el momento mejoras ópticas. Continuó el progreso y se lograron objetivos acromáticos por la asociación de Chris Neros y Flint Crown, obtenidos en 1740 por Harvey Monroe Hall y mejorados por John Dollond en 1830.

1877 Ernst Abbe: Mejoró la microscopia de inmersión sustituyendo el agua por aceite de cedro, lo que permite obtener aumentos de 2000.

1884 Carl Zeiss: Fabricó el microscopio con dos lentes y un objetivo,

Siglo XIX: Al descubrirse que la dispersión y la refracción se podían modificar con combinaciones adecuadas de dos o más medios ópticos, se lanzan al mercado objetivos acromáticos excelentes.

1931 Max Knoll y Ernst Ruska: Desarrollaron el microscopio electrónico de transmisión (TEM), el cual, utiliza un haz de electrones en vez de luz para enfocar la muestra, consiguiendo aumentos de 100.000X.

1942 Manfred Von ardenne: Desarrolló el microscopio electrónico de barrido, el cual produce imágenes topográficas en tres dimensiones, basado en la transmisión de un haz de electrones las cuales interactúan con l amuestra produciendo diversos efectos que serán captados en la pantalla.

2015 Nipón Hitchi: Desarrolló el microscopio electrónico de transmisión con mayor resolución del mundo, basado en la transmisión de electrones y capaz de realizar observaciones a nivel atómico produciendo una imagen en dos dimensiones sobre una pantalla fosforescente.

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Partes del Microscopio

Partes Mecánicas

Tiene la finalidad de sostener la preparación a examinar y soportar todo el sistema óptico del microscopio.

*Tubo ocular: Se trata básicamente de un tubo alargado de metal cuyo interior es negro, sirve como sostén al lente ocular.

*Revólver: Es un sistema que en su interior contiene a los lentes objetivos, puede tener un sistema de giro que permite el intercambio de estos lentes para variar el aumento. 

*Tornillo macrométrico: Es una perilla que al girarla actúa acercando o alejando al objeto que se está observando.

*Tornillo micrométrico: Es lo que permite afinar y enfocar correctamente la imagen. Haciéndola más clara.

*Platina: Se trata de una plataforma donde se coloca al objeto o a la preparación que se desea observar.

*Pinzas: Se encuentran en el carro y sirven para sujetar la muestra y evitar movimiento.

*Brazo o columna: Es el soporte físico que une la base del microscopio con los lentes y el visor óptico.

*Base o pie: Es la parte inferior del microscopio, en donde se apoya el instrumento y que puede contener la fuente de iluminación (si está incorporada).

*Apertura: Es un orificio en la platina del microscopio, a través del cual la luz transmitida desde la fuente llega a la muestra.

*Carro: Permite mover la muestra hacia adelante, hacia atrás y hacia los lados.

Partes Ópticas

Considera los dos sistemas de lentes convergentes centrados sobre un eje óptico común, denominado ocular y objetivo.

*Lente ocular: Es donde coloca el ojo de la persona observadora. Esta lente puede aumentar la imagen entre 10 a 15 veces su tamaño.

*Lentes objetivos: Es un grupo de 2 a 4 lentes ópticos ubicados en el revólver los cuales ofrecen distintas medidas de aumento y que suelen ser intercambiables entre sí y pueden ser de 5X, 10X, 40X o 100X.

Partes Lumínicas

Facilita la observación microscópica.

*Diafragma: Sirve para regular la cantidad de luz que pasa a través del objeto en observación.

*Condensador: Son lentes que se utilizan para recolectar y enfocar la luz del iluminador en la muestra. Se encuentran debajo de la platina junto al diafragma del microscopio.

*Fuente luminosa artificial o Iluminador: Aparato incorporado o no al microscopio, que brinda la luz necesaria para observar la materia. En los microscopios más básicos debe proveerse una fuente de luz externa.

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Tipos de Microscopios

 

Microscopio Óptico (MO)

Consiste en un tubo con lentes de vidrio en cada extremo, debido a que contiene varias lentes, el microscopio óptico moderno se denomina microscopio compuesto. La luz visible pasa a través de la muestra que se está observando y por medio de las lentes; las lentes refractan (desvían) la luz, ampliando la imagen; y las imágenes obtenidas se conocen como micrografías ópticas (MO).

Los mejores microscopios ópticos tienen un poder de resolución de 0,2 micrómetros, o 200 nanómetros, aproximadamente 500 veces mayor que el del ojo, y normalmente amplían un objeto más de 2000 veces. En este sentido, con él se pueden distinguir las estructuras más grandes dentro de las células eucarióticas y también células procarióticas individuales. Sin embargo, no se puede observar la estructura interna de las células procarióticas ni distinguir entre las estructuras más finas de las células eucarióticas.

La luz visible utilizada por los microscopios ópticos tiene longitudes de onda que oscilan de aproximadamente 400 nm (violeta) a 700 nm (rojo); esto limita la resolución de los microscopios ópticos a detalles no más pequeños que el diámetro de una célula bacteriana pequeña (aproximadamente 0.2 μm).

Microscopio Electrónico (ME)

Es una herramienta potente para estudiar las estructuras celulares, pero tiene limitaciones. Los métodos que se utilizan con el fin de preparar las células para microscopia electrónica producen su muerte y pueden alterar su estructura. Además, la microscopia electrónica proporciona pocas pistas acerca de las funciones de los orgánulos o de otros componentes de la célula.

Algunos microscopios electrónicos tienen poder de resolución de tan sólo 1 nm. Esto es posible porque los electrones tienen longitudes de onda muy cortas, del orden de aproximadamente 0.1 a 0.2 nm. Este alto grado de resolución permite amplificaciones de más de 1 millón de veces comparadas con las ampliaciones típicas de no más de 1.500 a 2.000 veces del microscopio óptico.

La imagen formada no es visible directamente; el propio haz de electrones está formado por electrones cargados de energía que, debido a su carga negativa, pueden enfocarse con electroimanes, igual que una imagen se enfoca con las lentes del microscopio óptico. Las micrografías electrónicas son en blanco y negro, y con frecuencia son coloreadas para resaltar diversas estructuras.

Tipos

a) Microscopio electrónico de transmisión (MET): El poder de resolución es 1.000 veces respecto del microscopio óptico, esto se logra utilizando “iluminación” de una longitud de onda mucho más corta, que consiste en haces de electrones en lugar de rayos de luz. Por lo que, las áreas del espécimen que permiten la transmisión de más electrones (“regiones electrotransparentes”) aparecen brillantes y las áreas que dispersan los electrones (“regiones electroopacas”) son oscuras.

Asimismo, la microscopia electrónica de transmisión suministra en la actualidad un poder de resolución de aproximadamente 0,2 nanómetros, unas 500 mil veces mayor que el del ojo humano, esa medida equivale más o menos al doble del diámetro de un átomo de hidrógeno. No obstante, la muestra se sumerge en resinas y después se hacen cortes extraordinariamente fi nos (50 a 100 nm de grosor) con una cuchilla de vidrio o de diamante. Después se coloca un corte sobre una pequeña rejilla metálica. El haz de electrones pasa a través de la muestra y después incide sobre una placa fotográfica o sobre una pantalla fluorescente.

b) Microscopio electrónico de barrido (MEB): El poder de resolución es sólo de aproximadamente 10 nanómetros; sin embargo este instrumento se ha transformado en una herramienta valiosa para los biólogos. En la microscopia electrónica de barrido los electrones que se registran provienen de la superficie del espécimen y no de un corte a través de éste. Para ser observadas, las muestras deben ser sometidas a un tratamiento previo. 

El haz de electrones no pasa a través de la muestra, en su lugar, la muestra se recubre con una fina película de oro o algún otro metal. Cuando el haz de electrones golpea varios puntos de la superficie de la muestra, se emiten electrones secundarios cuya intensidad varía dependiendo del contorno de la superficie. Los patrones de emisión registrados de los electrones secundarios proporcionan una imagen 3-D de la superficie. El MEB da información acerca de la forma y características externas de la muestra que no se pueden obtener con el MET.

Comparaciones

El MO, el MET y el MEB se enfocan utilizando principios similares. Un haz de luz o un haz de electrones se proyectan por medio de un condensador sobre la muestra y ésta se amplifica a través del objetivo y el ocular en el caso del microscopio óptico y por el objetivo, y el proyector en el caso del MET. La imagen del MET se proyecta en una pantalla fluorescente y la imagen del MEB se ve en una especie de pantalla de televisión. Realmente, las lentes del microscopio electrónico son imanes que desvían el haz de electrones.

Por lo tanto, en el microscopio óptico como en el microscopio electrónico de transmisión, la formación de una imagen con un contraste perceptible exige que diferentes partes de la célula difieran en su transparencia al haz de iluminación, ya sean rayos de luz o electrones. En este sentido, las partes del espécimen que permiten el paso de la luz o de los electrones aparecen brillantes, mientras que las partes que bloquean el paso del haz de iluminación aparecen oscuras.

En cambio, en el microscopio electrónico de barrido la intensidad de la señal de electrones dispersados por la muestra depende de la inclinación local de la superficie de ésta con respecto al haz. Así, un borde agudo o saliente genera una mayor dispersión de electrones hacia el detector y aparece más claro que una fisura o un hueco. Este hecho posibilita interpretar una micrografía electrónica de manera análoga a una micrografía óptica.

No obstante, para crear suficiente contraste cuando se usa el microscopio óptico, las células deben ser tratadas con colorantes u otras sustancias que se adhieran diferencialmente a componentes subcelulares específicos, o reaccionen con ellos, produciendo regiones de opacidad diferente. Para el microscopio electrónico los especímenes se tratan por lo general con compuestos de metales pesados. Los especímenes que serán estudiados usando un microscopio óptico convencional o un microscopio electrónico de transmisión deben ser fijados, teñidos, deshidratados (para el microscopio electrónico), incluidos y seccionados en cortes finos.

Estereomicroscopio, Microscopio de Disección o Lupa Estereoscópica

Es un tipo de microscopio óptico que proporciona un aumento menor que el microscopio compuesto, pero produce una imagen tridimensional. Esto hace que el microscopio de disección sea bueno para ver objetos que son más grandes que unas pocas células, pero demasiado pequeños para verlos en detalle con el ojo humano. Se utiliza con frecuencia para trabajar con muestras que tienen mayor necesidad de ser diseccionadas para ver con más detalle las partes pequeñas que las componen, sean de plantas, insectos e incluso paneles electrónicos. O simplemente para ver objetos como sellos, monedas, rocas, minerales, fósiles, especímenes arqueológicos e incluso joyas (piedras preciosas).

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