Células, Organelas e Até Mesmo Moléculas Podem Ser Visualizadas Sob o Microscópio

Se você corta uma fatia muito fi na de um tecido vegetal ou animal adequado e o coloca sob o microscópio óptico, você verá que o tecido está dividido em milhares de pequenas células. Estas poderão estar emaranhadas umas às outras ou separadas por uma matriz extracelular, um material denso freqüentemente feito de fibras proteicas embutidas em um gel polissacarídico (Figura 1-5). Cada célula tem normalmente cerca de 5-20 μm de diâmetro (Figura 1-6). Se você tomou o cuidado de manter o seu espécime sob as condições certas, você verá que as células mostram sinais de vida: partículas se movem dando voltas dentro delas e se você observar pacientemente, poderá ver uma célula mudar de formato lentamente e se dividir em duas (ver Figura 1-4).

Visualizar a estrutura interna de uma célula é difícil, não apenas porque as partes são pequenas, mas também porque elas são transparentes e na maioria das vezes incolores. Uma abordagem é corar as células com agentes que coram componentes particulares de formas diferentes (ver Figura 1-5). Alternativamente, pode-se aproveitar o fato de que os componentes celulares diferem levemente um do outro no índice de refração, assim como o vidro difere no índice de refração da água, fazendo com que os raios de luz sejam desviados à medida que passam de um meio para o outro. As pequenas diferenças no índice de refração podem tornar-se visíveis por sofisticadas técnicas ópticas, e as imagens resultantes podem ser melhoradas posteriormente por processamento eletrônico (ver Painel 1-1).

A célula revelada desse modo tem uma anatomia distinta (Figura 1-7). Ela tem um limite claramente definido,indicando a presença de uma membrana que a cerca. No meio, um grande corpo redondo, o núcleo, está saliente. Em volta do núcleo e preenchendo o interior da célula está o citoplasma, uma substância transparente abarrotada com o que primeiro parece uma mistura de minúsculos objetos heterogêneos. Com um bom microscópio óptico, pode-se começar a distinguir e classificar os componentes específicos no citoplasma (Figura 1-7B). Entretanto, estruturas menores do que cerca de 0,2 μm – cerca de metade do comprimento de onda da luz visível – não podem ser resolvidas (pontos mais próximos do que isso não são distinguíveis, mas aparecem como um borrão único).

Para um maior aumento e uma melhor resolução deve-se recorrer a um microscópio eletrônico, que pode revelar detalhes medindo poucos nanômetros, ou nm (ver Figura 1-6). Amostras de células para o microscópio eletrônico requerem uma preparação trabalhosa. Até mesmo para a microscopia óptica, normalmente um tecido deve ser fixado (isto é, preservado por imersão em uma solução química reativa), e então embutido em uma cera sólida ou resina, seccionado em finas fatias e corado antes de ser visualizado. Para a microscopia eletrônica, procedimentos similares são 

necessários, mas os cortes devem ser bem mais fi nos e não existe a possibilidade de se visualizar células vivas úmidas.

Quando as fatias são cortadas, coradas e colocadas no microscópio eletrônico, muito da mistura de componentes celulares se torna claramente resolvida em organelas distintas – estruturas separadas reconhecíveis que são apenas vagamente definidas sob o microscópio óptico. Uma delicada membrana com cerca de 5 nm de espessura é visível cercando a célula, e membranas similares formam o limite de várias organelas no interior (Figura 1-8 A, B - próximo post). A membrana externa é chamada de membrana plasmática, enquanto as membranas em torno das organelas são chamadas de membranas internas. Com um microscópio eletrônico, até mesmo algumas das grandes moléculas individuais em uma célula podem ser visualizadas (Figura 1-8C).

O tipo de microscópio eletrônico utilizado para observar uma fi na secção de tecido é conhecido como microscópio eletrônico de transmissão. Este é em princípio semelhante a um microscópio óptico, ele transmite um feixe de elétrons em vez de um feixe de luz através da amostra. Um outro tipo de microscópio eletrônico – o microscópio eletrônico de varredura – dispersa elétrons ao longo da amostra e, desse modo, é utilizado para visualizar os detalhes da superfície das células e outras estruturas (ver Painel 1-1 -). A microscopia eletrônica permite aos biólogos visualizar as estruturas de membranas biológicas, que têm apenas duas moléculas (grandes) de espessura (descrita em detalhe nos Capítulos 11 e 12). Até mesmo com os mais poderosos microscópios eletrônicos, entretanto, não se podem visualizar os átomos individuais que formam as moléculas (Figura 1-9 - próximo post).

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O microscópio não é a única ferramenta que os biologistas moleculares utilizam para estudar os detalhes dos componentes celulares. Técnicas como a cristalografia de raio X, por exemplo, podem ser utilizadas para determinar a estrutura tridimensional de moléculas proteicas (discutido no Capítulo 4). Deveremos descrever outros métodos para sondar os trabalhos internos das células à medida que eles surgirem por todo o assunto na Biologia Celular e molecular.

fonte: ALBERTS, B.; BRAY, D.; HOPKIN, K.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. 2006. Fundamentos da Biologia Celular. 2ª Edição. Editora Artmed.