Citologia

Introdução a citologia – Como as células são estudas

Uma célula é a menor unidade de uma coisa viva. Uma coisa viva, como você, é chamada de organismo. Assim, as células são os blocos básicos de construção de todos os organismos. Em organismos multicelulares, várias células de um tipo particular se interconectam umas com as outras e desempenham funções compartilhadas para formar tecidos (por exemplo, tecido muscular, tecido conectivo e tecido nervoso), vários tecidos se combinam para formar um órgão (por exemplo, estômago, coração , ou cérebro), e vários órgãos compõem um sistema de órgãos (como o sistema digestivo, sistema circulatório ou sistema nervoso). Vários sistemas funcionando juntos formam um organismo (como um elefante, por exemplo).

Existem muitos tipos de células, e todas são agrupadas em uma de duas grandes categorias: procarióticas e eucarióticas. Células animais, células vegetais, células fúngicas e células protistas são classificadas como eucarióticas, enquanto bactérias e células archaeas são classificadas como procarióticas. Antes de discutir os critérios para determinar se uma célula é procariótica ou eucariótica, vamos primeiro examinar como os biólogos estudam as células.

Microscopia

As células variam em tamanho. Com poucas exceções, as células individuais são muito pequenas para serem vistas a olho nu, por isso os cientistas usam microscópios para estudá-las. Um microscópio é um instrumento que amplia um objeto. A maioria das imagens de células são tiradas com um microscópio e são chamadas de micrografias.

Microscópios de luz

Para lhe dar uma noção do tamanho de uma célula, um típico glóbulo vermelho humano tem cerca de oito milionésimos de um metro ou oito micrômetros (abreviado como µm) de diâmetro; a cabeça de um alfinete tem cerca de dois milésimos de um metro (milímetros ou mm) de diâmetro. Isso significa que aproximadamente 250 glóbulos vermelhos poderiam caber na cabeça de um alfinete.

A ótica das lentes de um microscópio de luz altera a orientação da imagem. Um espécime que está do lado direito para cima e voltado para a direita na lâmina do microscópio aparecerá de cabeça para baixo e virado para a esquerda quando visto através de um microscópio e vice-versa. Da mesma forma, se o slide for movido para a esquerda enquanto se olha pelo microscópio, ele parecerá se mover para a direita e, se movido para baixo, ele parecerá se mover para cima. Isso ocorre porque os microscópios usam dois conjuntos de lentes para ampliar a imagem. Devido à maneira pela qual a luz viaja através das lentes, este sistema de lentes produz uma imagem invertida (binóculos e um microscópio de dissecação funcionam de maneira semelhante, mas incluem um sistema de ampliação adicional que faz a imagem final parecer vertical).

A maioria dos microscópios de estudantes é classificada como microscópios de luz ( Figura a ). A luz visível passa e é dobrada pelo sistema de lentes para permitir que o usuário veja a amostra. Os microscópios de luz são vantajosos para a visualização de organismos vivos, mas como as células individuais são geralmente transparentes, seus componentes não são distinguíveis a menos que sejam coloridos com manchas especiais. Coloração, no entanto, geralmente mata as células.

Os microscópios de luz comumente usados ​​no laboratório universitário aumentam em até 400 vezes. Dois parâmetros importantes na microscopia são o poder de ampliação e resolução. Ampliação é o grau de ampliação de um objeto. A capacidade de resolução é a capacidade de um microscópio permitir que o olho distinga duas estruturas adjacentes como separadas; quanto maior a resolução, mais próximos esses dois objetos podem ser, e melhor a clareza e os detalhes da imagem. Quando lentes de imersão em óleo são usadas, a ampliação é geralmente aumentada para 1.000 vezes para o estudo de células menores, como a maioria das células procarióticas. Como a luz que entra em um espécime a partir de baixo é focada no olho de um observador, o espécime pode ser visto usando microscopia de luz. Por esta razão, para a luz passar por um espécime.

Veja também:

CONCEITO EM AÇÃO

Um segundo tipo de microscópio usado em laboratórios é o microscópio de dissecação ( Figura b). Esses microscópios têm uma ampliação menor (20 a 80 vezes o tamanho do objeto) do que os microscópios de luz e podem fornecer uma visão tridimensional do espécime. Objetos grossos podem ser examinados com muitos componentes em foco ao mesmo tempo. Esses microscópios são projetados para dar uma visão ampliada e clara da estrutura do tecido, bem como a anatomia de todo o organismo. Como os microscópios de luz, a maioria dos microscópios modernos de dissecação também é binocular, o que significa que eles têm dois sistemas de lentes separados, um para cada olho. Os sistemas de lentes são separados por uma certa distância e, portanto, proporcionam uma sensação de profundidade na visão do sujeito para facilitar as manipulações à mão. Os microscópios de dissecação também têm uma óptica que corrige a imagem de modo que ela pareça ser vista a olho nu e não como uma imagem invertida.

Parte a: Este microscópio de luz tem lentes binoculares e três lentes objetivas. O estágio da amostra está diretamente abaixo da lente objetiva. O microscópio de luz fica em uma mesa. Parte b: O microscópio de dissecação possui oculares binoculares, uma lente objetiva e fontes de luz, tanto acima quanto abaixo do estágio da amostra. Há espaço no palco para um espécime tridimensional.
(a) A maioria dos microscópios de luz usados ​​em um laboratório de biologia universitária pode ampliar as células até aproximadamente 400 vezes. (b) Os microscópios de dissecação têm uma ampliação menor do que os microscópios de luz e são usados ​​para examinar objetos maiores, como tecidos.

Microscópios Eletrônicos

Em contraste com os microscópios de luz, os microscópios eletrônicos usam um feixe de elétrons em vez de um feixe de luz. Isso não apenas permite maior ampliação e, portanto, mais detalhes ( Figura ), como também fornece maior poder de resolução. Preparação de um espécime para visualização sob um microscópio eletrônico irá matá-lo; portanto, as células vivas não podem ser visualizadas usando esse tipo de microscopia. Além disso, o feixe de elétrons se move melhor no vácuo, impossibilitando a visualização de materiais vivos.

Em um microscópio eletrônico de varredura, um feixe de elétrons se move para frente e para trás através da superfície de uma célula, tornando os detalhes das características da superfície da célula por reflexão. Células e outras estruturas são geralmente revestidas com um metal como ouro. Em um microscópio eletrônico de transmissão, o feixe de elétrons é transmitido através da célula e fornece detalhes das estruturas internas de uma célula. Como você pode imaginar, os microscópios eletrônicos são significativamente mais volumosos e caros do que os microscópios de luz.

Parte a: Salmonella vista através de um microscópio de luz aparece como pequenos pontos roxos.
Parte b: Nesta micrografia eletrônica de varredura, as bactérias aparecem como ovais vermelhos tridimensionais. As células humanas são muito maiores com uma aparência complexa e dobrada. Algumas das bactérias ficam nas superfícies das células humanas, e algumas estão espremidas entre elas.
(a) As bactérias Salmonella são visualizadas com um microscópio de luz. (b) Esta eletromicrografia de varredura mostra bactérias Salmonella (em vermelho) invadindo células humanas. (crédito a: modificação do trabalho pelo CDC, Instituto de Patologia das Forças Armadas, Charles N. Farmer; crédito b: modificação do trabalho por Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH; dados da barra de escala de Matt Russell)
CARREIRAS EM AÇÃO

CitotecnólogoVocê já ouviu falar de um exame médico chamado Papanicolau ( Figura )? Nesse teste, o médico pega uma pequena amostra de células do colo uterino de um paciente e envia para um laboratório médico onde um citotécnico mancha as células e as examina para quaisquer alterações que possam indicar câncer do colo do útero ou uma infecção microbiana.

Cytotechnologists ( cyto – = cell) são profissionais que estudam células através de exames microscópicos e outros testes laboratoriais. Eles são treinados para determinar quais alterações celulares estão dentro dos limites normais ou são anormais. Seu foco não está limitado às células cervicais; eles estudam espécimes celulares que vêm de todos os órgãos. Quando eles notam anormalidades, eles consultam um patologista, que é um médico que pode fazer um diagnóstico clínico.

Os citotécnicos desempenham papéis vitais para salvar a vida das pessoas. Quando as anormalidades são descobertas precocemente, o tratamento do paciente pode começar mais cedo, o que geralmente aumenta as chances de sucesso do tratamento.

Tanto as células normais quanto as células infectadas pelo HPV possuem uma forma irregular e arredondada e um núcleo bem definido. As células infectadas, no entanto, são duas a três vezes maiores que as células não infectadas, e algumas têm dois núcleos.
Estas células do colo do útero, vistas através de um microscópio de luz, foram obtidas a partir de um exame de Papanicolau. Células normais estão à esquerda. As células à direita estão infectadas com o papilomavírus humano. (crédito: modificação do trabalho por Ed Uthman; dados da barra de escala de Matt Russell)

Teoria celular

Os microscópios que usamos hoje são muito mais complexos do que os usados ​​em 1600 por Antony van Leeuwenhoek, um lojista holandês que possuía grande habilidade na fabricação de lentes. Apesar das limitações de suas lentes agora antigas, van Leeuwenhoek observou os movimentos dos protistas (um tipo de organismo unicelular) e do esperma, que ele denominou coletivamente de “animálculos”.

Em uma publicação de 1665 chamada Micrographia , o cientista experimental Robert Hooke cunhou o termo “célula” (do latim cella, que significa “sala pequena”) para as estruturas semelhantes a caixas que ele observou ao visualizar o tecido de cortiça através de uma lente. Na década de 1670, van Leeuwenhoek descobriu bactérias e protozoários. Avanços posteriores na construção de lentes e microscópios permitiram que outros cientistas vissem diferentes componentes dentro das células.

No final da década de 1830, o botânico Matthias Schleiden e o zoólogo Theodor Schwann estudavam tecidos e propuseram a teoria unificada das células , que afirma que todos os seres vivos são compostos de uma ou mais células, que a célula é a unidade básica da vida e que todos células surgem de células existentes. Esses princípios ainda permanecem hoje.

Resumo da seção

Uma célula é a menor unidade da vida. A maioria das células é tão pequena que não pode ser vista a olho nu. Portanto, os cientistas devem usar microscópios para estudar células. Os microscópios eletrônicos fornecem maior ampliação, maior resolução e mais detalhes do que os microscópios de luz. A teoria das células unificadas afirma que todos os organismos são compostos de uma ou mais células, a célula é a unidade básica da vida e novas células surgem a partir de células existentes.

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