Célula y Microscopio

El científico inglés Robert Hooke observó por primera vez la estructura de un corcho a través de un microscopio simple y desde que el fabricante de lentes holandés Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) observó con su microscopio de lentes superpuestas microorganismos a los que denominó “animálculos”, de los cuales ni siquiera sospechaba su existencia. Desde entonces se ha acumulado una gran cantidad de conocimientos, tanto acerca de la estructura de las células como de los procesos dinámicos que caracterizan a la célula viva. Estos conocimientos muchas veces se incorporaron de un modo explosivo, como consecuencia del desarrollo de nuevas y mejores técnicas para el estudio de la célula y sus contenidos.

El ojo humano sólo tiene un poder de resolución de aproximadamente 1/10 milímetros, o sea 100 micrómetros. Este poder de resolución se refiere a la capacidad para distinguir dos objetos que están muy cercanos entre sí, es decir, es una medida de la capacidad para distinguir detalles. El límite de resolución es la distancia mínima que debe existir entre dos objetos para que sean percibidos como objetos separados. Si la distancia no fuera suficiente, se verían como parte de un mismo objeto.

La mayoría de las células eucariontes miden entre 10 y 30 micrómetros de diámetro, entre 3 a 10 veces menos que el poder de resolución del ojo humano, las células procariontes son aún más pequeñas. Para distinguir células individuales y, con mayor razón, las estructuras que las componen, debemos usar instrumentos que posean un alto poder de resolución. La mayor parte del conocimiento actual acerca de la estructura celular se obtuvo con la ayuda de tres tipos diferentes de instrumentos: el microscopio óptico o fotónico, el microscopio electrónico de transmisión y el microscopio electrónico de barrido.

Con el microscopio óptico, que tiene un límite de resolución de algo menos de 0,2 micrómetros, podemos distinguir las estructuras más grandes y voluminosas dentro de las células eucariontes y también reconocer células procariontes individuales. Sin embargo, no podemos observar la estructura interna de las células procariontes ni distinguir las estructuras más finas y detalladas de las células eucariontes.

Observación de las células de la epidermis de la cebolla

Con el microscopio electrónico de transmisión, el poder de resolución es cerca de 1,000 veces mayor que el microscopio óptico (o sea que el límite de resolución es 1,000 veces menor, varía entre 5 y 15 angstroms). Esto se logra con el empleo de una fuente de luz de una longitud de onda mucho más corta, constituida por haces de electrones en lugar de rayos de luz para “iluminar” la muestra.

Imagen con Microscopio Electrónico de Transmisión

Aunque el limite de resolución del microscopio electrónico de barrido sólo es de alrededor de 10 nanómetros, este instrumento se ha transformado en una herramienta valiosa para los biólogos. Este microscopio proporciona imágenes de relieve que se corresponden con muy buena aproximación a la topografía de la muestra observada. Se obtienen así representaciones tridimensionales vividas de las células y de las estructuras celulares, lo cual compensa, en parte, su poder de resolución limitado.

Imagen al microscopio electrónico de barrido

Cuando las muestras se estudian con microscopio óptico convencional o un microscopio electrónico, deben prepararse de una manera especial para preservar las cualidades del espécimen de modo que lo que se observe sea lo más parecido posible a su estado natural. Para ello, las muestras se fijan con soluciones especiales según el tipo de microscopio que se emplee. La fijación implica un tratamiento con compuestos que “amarran” las estructuras a su lugar, habitualmente por la formación de enlaces covalentes entre las moléculas. Una vez fijadas, las muestras se deshidratan y se incluyen en un medio sólido. Luego se seccionan en cortes delgados y se “tiñen” de manera que se pueda poner de manifiesto la o las estructuras de estudio. Un avance tecnológico importante es el uso de computadoras y cámaras digitales adosadas a los microscopios. Debido a las distorsiones introducidas por los procedimientos de preparación para la observación de las muestras biológicas, se han desarrollado otras técnicas microscópicas. Así, los sistemas ópticos de contraste de fase, de interferencia diferencial y de distintos tipos de fluorescencia permiten estudiar las células y sus componentes subcelulares con mayor precisión.