Tecnicas instrumentos y_modelos_par_el_estudio_de_la_biologia_celular

Barquisimeto, Febrero 2011
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL
LISANDRO ALVARADO
SISTEMA DE EDUCACION A DISTANCIA
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD
CURSO PREUNIVERSITARIO
NIVELES DE ORGANIZACION
BIOTICOS
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD.

Dra. Aura Chavez
Dra. María Elena olivares
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL
LISANDRO ALVARADO
SISTEMA DE EDUCACION A DISTANCIA
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD
UNIDAD I
2da. PARTE
TÉCNICAS, INSTRUMENTOS Y
MODELOS PARA EL ESTUDIO DE LA
BIOLOGÍA CELULAR
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD.

Niveles de organización bióticos
TABLA DE CONTENIDOS
Curso preuniversitario. Biología Celular. Niveles de Organización, 2010. Chávez, A. y Olivares M.
Página
Introducción……………………………………………………………….. 4
Objetivo terminal…………………………………………………………... 4
Objetivos específicos………………………………………………………. 4
Técnicas, instrumentos y modelos para el estudio de la biología celular…... 6
Cultivos celular………………………………………………………… 6
Impacto de la Utilización de las Células como Modelos Experimentales en
los Avances Científicos Aplicables a la Morfofisiología de Células
Normales…………………………………………………………………….
13
Actividad Control 5………………………………………………………… 19
Técnicas e Instrumentos de estudio………………………………………… 20
Microscopio óptico…………………………………………………….. 20
Sistema óptico………………………………………………………. 21
Sistema mecánico…………………………………………………… 21
Formación de la imagen…………………………………………….. 24
Actividad Control 6……………………………………………………….. 27

INTRODUCCION
Como en toda ciencia, la Biología Celular y Molecular cuenta con modelos,
técnicas e instrumentos de investigación, que a lo largo de muchas décadas de trabajo,
han permitido construir el conocimiento y por tanto el avance de la Biología en
general, y de la Medicina en particular. A través del tiempo, los avances tecnológicos
de los recursos utilizados, han permitido el perfeccionamiento de las diferentes
técnicas e instrumentos de trabajo, así como la utilización de modelos biológicos más
apropiados para el estudio de los fenómenos biológicos.
Hoy por hoy, el impacto de los aportes de la Biología Celular al mundo
científico, justifican las grandes cantidades de tiempo, dinero y trabajo que se
invierten en ésta ciencia.
En la sección que se desarrolla a continuación se esbozan puntos fundamentales
sobre las técnicas, instrumentos y modelos biológicos utilizados con mayor
frecuencia en el estudio de los fenómenos biológicos, enfatizando en su aplicabilidad
y la calidad de los resultados obtenidos a partir de ellos.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Analizar la importancia de las técnicas, Instrumentos y Modelos utilizados en el
estudio de la Biología Celular.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Comprender las ventajas de la aplicación de la técnica de cultivo celular.
2. Describir los pasos a seguir durante la técnica de cultivo celular.
3. Analizar la importancia de la utilización de modelos experimentales en el
4. Analizar los principios físicos que rigen el funcionamiento del Microscopio
óptico.
5. Analizar la importancia de la utilización de la Microscopía óptica en el

CONTENIDOS
Página
Técnicas, instrumentos y modelos para el estudio de la biología celular…... 6
Cultivos celular………………………………………………………… 6
Impacto de la Utilización de las Células como Modelos Experimentales en
los Avances Científicos Aplicables a la Morfofisiología de Células
Normales…………………………………………………………………….
13
Modelos Biológicos………………………………………………………… 13
Modelos Experimentales…………………………………………………… 14
Bacteria; Echerichia coli……………………………………………..... 14
Levadura: Saccharomyces cerevisiae…………………………………. 14
Nematodo; Caenorhabditis elegans…………………………………… 14
La mosca de la fruta; Drosophila melanogaster………………………. 15
La planta: Arabidopsis thaliana……………………………………….. 15
Los vertebrados……………………………………………………….. 16
La rana Xenopus laevis………………………………………….. 16
El pez Cebra……………………………………………………… 17
Los roedores……………………………………………………… 18
Actividad Control 5………………………………………………………… 19
Técnicas e Instrumentos de Estudio……………………………………….. 20
Microscopio óptico…………………………………….………………. 20
Sistema óptico…………………………………………………………. 21
Sistema mecánico……….……………………………………………… 21
Formación de la imagen…………………………………………….….. 24
Actividad Control 6……………………………………………………….. 27

Técnicas, instrumentos y modelos para el estudio de la biología celular
Cultivo Celular
La técnica de cultivo celular, que
hace referencia a cómo cultivar
células fuera de un organismo es una
de las aproximaciones más útiles en el
estudio de la Biología Celular y
Molecular. En su mayoría, las
investigaciones realizadas actualmente
se llevan a cabo en células cultivadas
con la finalidad de determinar la
localización intracelular de una
molécula, el efecto de ciertas drogas o
fármacos, y las vías de señalización
celular, entre otros tópicos de interés.
El cultivo de células de
mamíferos es mucho más exigente que
el cultivo de bacterias o de levaduras
por las condiciones de trabajo que se
requieren; no obstante, existe una
gama tanto de células animales como
vegetales que son cultivadas y
manipuladas en los diversos
laboratorios de investigación a nivel
mundial. A diferencia de las bacterias,
la mayoría de las células obtenidas de
tejidos no están adaptadas para vivir en
suspensión, y requieren una superficie
sólida en la cual crecer y dividirse.
Para los cultivos celulares, este soporte
está generalmente provisto por la
superficie de una placa de cultivo
plástica (Figura 1).
Figura 1. Técnica de Cultivo celular.
http://blog.kossodo.com/category/novedades/
Los sistema de cultivo celular in
vitro han permitido estudiar el
crecimiento y diferenciación celular y
el efecto de manipulaciones genéticas
necesarias para la comprensión de la
estructura y función de los genes.

El cultivo celular tiene su razón
de ser en el hecho de que muchas
células cultivadas se pueden obtener en
grandes cantidades, casi todos los
cultivos contienen generalmente un
tipo celular. Diversas actividades
celulares como la endocitosis, el
movimiento celular, la división
celular, el tráfico de membranas y la
síntesis de macromoléculas, pueden
ser estudiadas en un cultivo celular.
Se puede inducir la diferenciación de
las células en cultivo así como
también se les puede aplicar
tratamientos con fármacos, hormonas,
factores de crecimiento o cualquier
otro agente que se desee estudiar.
En las primeras células
cultivadas los medios de cultivo
utilizados no eran conocidos
detalladamente en cuanto a su
composición química. Se descubrió
que las células necesitaban nutrientes
variables, hormonas, factores de
crecimiento y cofactores para poder
mantenerse sanas y crecer.
En la actualidad, en una
infinidad de laboratorios se sigue
añadiendo suero a los medios de
cultivo puesto que allí se encuentran
los factores de crecimiento, que actúan
como reguladores del crecimiento y
diferenciación celular. El medio de
cultivo que se utiliza para las células
animales es mucho más complejo en
cuanto a nutrientes, que el medio
mínimo utilizado para el crecimiento
de bacterias (Figura 2) y levaduras.
Figura 2. Medios de cultivo para
levaduras y bacterias.
http://www3.unileon.es/personal/wwdbvcac/images/Micor
rizas_Lab/InoculoSustratoLiquido.jpg
En la figura 3, se observan
frascos de cultivo en una incubadora,
que mantiene parámetros constantes de
temperatura (37o
C), CO2 (5%), y
humedad (70%) (Figura 3).

Figura 3. Cultivos celulares mantenidos en
incubadora.
http://www.sanidadanimal.info/cursos/curso/2/images/cult
ivo.jpg
En 1955, se obtuvo un gran
avance en el cultivo de células
animales cuando Harry Eagle describió
el primer medio de cultivo con una
composición química bien definida.
Este medio se compone de sales,
glucosa, aminoácidos y vitaminas
(Figuras 4, 5 y 6).
Figura 4. Medio de cultivo en frasco de cultivo.
http://www.trensa.com/cedivet/
Figura 5. Medio de cultivo en cápsula de petri.
Figura 6. Medio de cultivo en placa de 96 pozos.
http://www.innoprot.com/documentos/fotos/productos/200
872917130_es__Placa.jpg
En la actualidad, se ha tratado de
desarrollar medios de cultivo celular
libres de suero, es decir, medios
“artificiales” que carezcan de líquidos
naturales. Obviamente, la composición
de esos medios químicos es
relativamente compleja puesto que
requiere la adición de nutrientes,
vitaminas y proteínas purificadas que
incluyan factor de crecimiento
epidérmico entre otros componentes.

Dada la riqueza en nutrientes,
los medios de cultivo celular
constituyen un excelente hábitat para
el crecimiento de microorganismos;
por ésta razón, cuando se lleva a cabo
el cultivo de células deben mantenerse
estrictas condiciones de esterilidad en
el espacio de trabajo.
Estas condiciones requieren el
uso de guantes estériles y la
esterilización de todos los equipos y
suministros, la utilización de
antibióticos a baja concentración y la
realización de toda la rutina de cultivo
celular bajo una campana de flujo
laminar estéril (Figura 7).
El primer paso del cultivo celular
consiste en obtener las células
adecuadas para el estudio a realizar, las
cuales, se denominan cultivos
primarios o cultivos secundarios según
sea el origen de las células trabajadas.
La Figura 8, muestra un esquema de
los pasos efectuados en la obtención de
cultivos primarios y secundarios.
Figura 7. Sala de cultivo celular.
http://www.diariomedico.com/especiales/mejoresideas2009/img/investigacion/investigacion08.jpg
.

Figura 8. Esquematización de las fases
necesarias para la obtención de cultivos
primarios y secundarios.
http://biologiacelularb.com.ar/joomlaespanol/images/diagr
amas/u3moinvert.jpg
Los cultivos iniciales de células
establecidos a partir de un tejido se
conocen como cultivos primarios. En
los cultivos primarios las células
crecen hasta cubrir la superficie de la
placa de cultivo (formación de
monocapa). Posteriormente, las
células pueden ser retiradas de la
placa y sembrar nuevas placas a baja
densidad celular (cantidad mínima de
células) para formar cultivos
secundarios. Este proceso puede ser
repetido muchas veces, aunque la
mayor parte de las células normales,
no crecen en cultivo en forma
indefinida. Por ejemplo, los
fibroblastos humanos normales solo se
duplican entre 50 y 100 veces antes de
su envejecimiento y muerte; contrario
a esto, las células tumorales en cultivo
proliferan en forma indefinida y se
conocen como líneas celulares
inmortales. Actualmente, existe un
número importante de líneas celulares
inmortalizadas de roedores
procedentes de cultivos de fibroblastos
normales, esas líneas celulares han
sido de gran utilidad experimental
(Figura 9).
La frecuencia con que una célula
normal cultivada se transforma
espontáneamente en una línea celular
depende del organismo de donde
proviene. En el caso de las células de
ratón, éstas se transforman con una
frecuencia relativamente alta, mientras

que las células humanas raramente se
transforman.
Las líneas celulares humanas
generalmente provienen de tumores, de
células infectadas con virus o de
células tratadas con sustancias
cancerígenas. La primera línea humana
de células inmortalizadas fue obtenida
por el investigador George Gey a partir
del cultivo de una muestra de tejido,
obtenida del tumor cancerígeno del
cuello del útero de Henrietta Lacks
quien murió el 4 de octubre de 1951.
El Dr. Gey llamó a éstas células recién
establecidas “células HeLa”, que desde
entonces son cultivadas en la mayoría
de los laboratorios de investigación del
mundo (Figura 10).
A partir de trabajos realizados
con células HeLa se encontró la
vacuna contra la poliomielitis y se
continúa estudiando en ellas la
leucemia, efectos de drogas y estudios
genéticos entre muchos otros. Por
supuesto, en el mundo existen otras
líneas celulares inmortalizadas no sólo
humanas sino de otras especies que
han permitido la realización de grandes
avances tanto en la Biología Celular
como en la Medicina.

Figura 9. Observación de cultivos celulares con el microscopio óptico invertido.
http://biologiacelularb.com.ar/joomlaespanol/images/diagramas/u3moinvert.jpg
Figura 10. Células HeLa en cultivo. Se observa el núcleo en azul.
http://www.tipete.com/userpost/topics/hela-c%C3%A9lulas-humanas-inmortales

Impacto de la Utilización de las Células como Modelos Experimentales en los
Avances Científicos Aplicables a la Morfofisiología de Células Normales
El hecho que todas las células
contienen propiedades fundamentales
conservadas, permite que los
principios básicos deducidos
experimentalmente a partir de un tipo
celular, puedan ser generalizados a
otras células. En éste aspecto también
es necesario considerar que muchos
experimentos son más fáciles de
realizar en un tipo celular que en otro.
Por otra parte, la disponibilidad
de la secuencia del genoma completo
hace de algunos organismos
herramientas de gran utilidad como
modelos biológicos para el análisis y
comprensión de los mecanismos
moleculares que se desarrollan en las
células.
El modelo experimental se
define como cualquier sistema, lógico,
físico o biológico capaz de simular
total o parcialmente el proceso que se
pretende estudiar. Los modelos
experimentales, pueden ser de
diferente naturaleza: modelos
matemáticos (simulación por
ordenador), modelos físicos o
mecánicos, los modelos biológicos
(células, tejidos órganos aislados y
animales completos) y, el ser humano
como sujeto experimental.
La calidad de la información que
se puede obtener de un modelo guarda
relación directa con su complejidad.
La resolución de un determinado
problema, puede requerir la utilización
de varios modelos, comenzando por
los más sencillos, hasta los más
complicados, como son el animal de
experimentación o incluso el hombre.
La utilización de material
biológico implica la incorporación de
fenómenos homeostáticos propios,
cuyos efectos pueden ser difíciles de
controlar y predecir. Además, la
variabilidad intrínseca del material
biológico es otro factor a tener en
cuenta.
La utilización de material
biológico bien sea de animales o del
ser humano tiene además
implicaciones de orden ético, moral y

legal que habrá que tener en cuenta a
la hora de planificar experimentos con
estos modelos.
Desde hace varias décadas han
sido utilizados diferentes organismos
como modelos experimentales que
han permitido una mejor comprensión
de la Biología molecular de las células,
entre los cuales se puede mencionar
Echerichia coli, levaduras,
Caenorhabditis elegans, Drosophila
melanogaster, Arabidopsis thaliana y
vertebrados.
La bacteria Echerichia coli ha
sido un modelo biológico de gran
utilidad por ser un organismo sencillo:
ha permitido estudiar y dilucidar
mecanismos básicos de la genética
molecular. Los conceptos actuales de
biología molecular, sobre la
replicación del ADN, el código
genético, la expresión génica y la
síntesis de proteínas fueron
esclarecidos en estudios sobre E. coli.
Su pequeño genoma, de
aproximadamente 4.300 genes, ha
proporcionado múltiples ventajas para
el análisis genético.
Las levaduras que son los
eucariotas más simples han sido un
modelo excepcionalmente útil para el
estudio de los mecanismos
subyacentes al funcionamiento de las
células eucariotas. La levadura más
utilizada en investigación,
Saccharomyces cerevisiae, contiene
aproximadamente 6.000 genes.
Aunque posee un genoma
relativamente simple exhibe las
características típicas de las células
eucariotas. Las levaduras se cultivan
con facilidad bajo las condiciones de
laboratorio, se dividen cada 2 horas y
dan origen a colonias a partir de una
sola célula: además, se pueden
manipular genéticamente con
facilidad. Los estudios realizados en
levaduras han permitido comprender
procesos esenciales de las células
eucariotas tales como la replicación
del ADN, transcripción,
procesamiento del ARN, ensamblaje
de proteínas y regulación de la
división celular.
El estudio de las características
del nematodo Caenorhabditis elegans
ha permitido la comprensión del
desarrollo animal y diferenciación
celular. Desde un punto de vista
biológico, Caenorhabditis elegans

ofrece ventajas para los trabajos de
investigación. En primer lugar su
genoma está compuesto por 19.000
genes, lo que resulta un organismo
multicelular sencillo; además, se
reproduce con facilidad y es
genéticamente manipulable en el
laboratorio (Figura 11).
Figura 11. Caenorhabditis elegans.
http://www.andaluciainvestiga.com/sgcArchivos/CTS/gra
ndes/c.jpg?p=0,913475
En los estudios genéticos que se
han realizado en C. elegans se han
identificado genes responsables de
anormalidades del desarrollo y
diferenciación del nematodo. En tal
sentido, es importante señalar que se
han encontrado genes que controlan de
manera similar el desarrollo en seres
humanos y otros animales complejos.|
La mosca de la fruta Drosophila
melanogaster ha sido un modelo
biológico de gran trascendencia para la
Biología del Desarrollo. Su genoma
está constituido de 14.000 genes y su
corto ciclo de reproducción de
solamente 2 semanas, la convierte en
un organismo de gran utilidad para los
estudios genéticos.
Muchas de los conceptos
fundamentales de la genética, como la
relación entre genes y cromosomas, se
han obtenidos de los estudios
realizados en Drosophila a comienzos
del siglo veinte. En tal sentido, los
hallazgos encontrados, han permitido
entender los mecanismos moleculares
implicados en el desarrollo animal:
específicamente, en lo relacionado con
el cuerpo de los organismos
multicelulares.
La Arabidopsis thaliana ha sido
la planta modelo para el estudio de la
Biología Molecular. Esta planta posee
aproximadamente 15.000 genes y el
análisis de estos genes ha permitido
identificar aquellos implicados en el
desarrollo vegetal, así como las
similitudes y diferencias entre los
mecanismos que controlan el
desarrollo de vegetales y animales
(Figura 12).

Figura 12. Arabidopsis thaliana.
http://francisthemulenews.files.wordpress.com/2010/01/di
bujo20100101_arabidopsis_thaliana_genome_and_photos
_from_max_planck_institute_for_developmental_biology.
jpg
Los vertebrados constituyen los
animales más complejos; en éste
grupo, se incluyen los seres humanos y
los demás mamíferos. El genoma
humano contiene entre 20.000 y
25.0000 genes; por esto, los seres
humanos representan organismos muy
complejos para el estudio de la
Biología Celular y Molecular. El
estudio de los seres humanos ha
despertado el interés de los Biólogos
dada la necesidad de entender los
mecanismos que le permiten funcionar
como entes individuales, además estos
descubrimientos son fundamentales
para la práctica médica.
Los estudios realizados in vitro
en células de mamíferos en cultivo han
permitido dilucidar los mecanismos
moleculares subyacentes en la
replicación del ADN, la expresión
génica, la síntesis y procesamiento de
proteínas, la señalización, el
crecimiento y la división celular. Los
experimentos realizados en células
especializadas tales como las
musculares, han sido de particular
valor para el estudio de la contracción,
producción de fuerza y movimiento a
nivel molecular. Los experimentos
realizados en neuronas, células
especializadas en la conducción de
señales electroquímicas, han permitido
caracterizar aspectos importantes del
transporte de iones a través de la
membrana y el rol del citoesqueleto en
el transporte de organelas.
La rana Xenopus laevis, ha sido
ampliamente utilizada en estudios del
desarrollo temprano de vertebrados,
porque las características de sus
huevos facilita los análisis bioquímicos
(Figura 13).
Figura 13. Rana Xenopus laevis
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?
book=glyco2&part=ch25
Los huevos de xenopus son
células grandes con un diámetro

aproximado de 1 mm.: además, se
desarrollan fuera de la madre, lo que
permite que todas las etapas del
desarrollo desde el huevo hasta el
renacuajo puedan ser estudiadas en el
laboratorio. Otro factor importante es
que los huevos de Xenopus se pueden
obtener en grandes cantidades lo que
facilita la realización de análisis
bioquímicos.
Todas estas ventajas que
proporciona Xenopus laevis como
modelo biológico, basadas en el ciclo
de desarrollo de los huevos, ha
permitido realizar grandes avances en
los mecanismos que controlan los
procesos de división celular,
desarrollo y diferenciación del
embrión.
Otro modelo biológico de
relevancia es el pez cebra que promete
ser un puente entre los humanos y los
sistemas invertebrados más simples.
Este ejemplar, se ha convertido en un
modelo inigualable para investigar
diferentes procesos biológicos. Sus
cualidades genéticas y embrionarias se
aprovechan para buscar nuevos
medicamentos que permitan controlar
enfermedades devastadoras, como el
cáncer y Parkinson. La importancia
del pez cebra como modelo biológico
radica en que es un pez pequeño y es
fácil de manipular en el laboratorio,
Además, se reproduce rapidamente, los
embriones se desarrollan fuera de la
madre y son transparentes, hecho éste
que permite que las primeras etapas
del desarrollo puedan ser claramente
observadas (figura 14).
Figura 14. Pez cebra.
http://www.cmrb.eu/media/upload/gif/ori_Foto_noticies_h
ome_45.jpg
Los roedores, son entes
biológicos en los que mediante
ingeniería genética se han introducido
mutaciones germinales específicas que
han permitido estudiar sus efectos en
el desarrollo o función celular dentro
del contexto del animal completo.

En síntesis, se puede decir que
los modelos biológicos hasta ahora
utilizados han permitido adquirir un
gran avance en el análisis y
comprensión de los mecanismos
moleculares que rigen la biología
celular y molecular. En tal sentido, los
avances hasta ahora alcanzados, se
basan principalmente en la
comprensión de los niveles de
complejidad que subyacen entre las
células procariotas y eucariotas.
ACTIVIDAD CONTROL 5:
1.- Tomando en consideración el contenido del texto hasta aquí expuesto,
responda las siguientes preguntas:
a. Defina brevemente cultivos celulares, su finalidad y las actividades
celulares que pueden estudiarse a través de los mismos.
b. Explique brevemente por qué en los sitios donde se realizan cultivos
celulares, deben mantenerse condiciones de esterilidad y nombre
algunos de los requerimientos necesarios para lograr estas condiciones.
c. Explique la diferencia entre cultivos celulares primarios y secundarios.
d. Qué son las líneas celulares inmortales e indique si sólo con este tipo de
células pueden realizarse cultivos celulares.
e. Cuál es la característica fundamental que debe tener un organismo para
ser considerado un modelo biológico.
f. Defina modelo experimental y nombre algunos de ellos.
2.- Rellene los espacios vacíos de la tabla que se le muestra a continuación:
MODELOS EXPERIMENTALES
Organismo
Modelos
experimentales
Tamaño ADN Hallazgos
Bacterias
Levaduras
Nemátodo
Mosca
Planta
Vertebrados NO APLICA

Técnicas e Instrumentos de Estudio
.
Microscopio Óptico
En vista de las dimensiones tan
pequeñas de los objetos que estudia la
Biología Celular se han desarrollado
instrumentos especializados que
permiten obtener información relativa a
la estructura y dinámica celular. Entre
estos instrumentos, el microscopio
óptico se ha constituido en la
herramienta más utilizada en los
estudios realizados en forma rutinaria.
Existen variantes del microscopio
óptico que ofrecen ventajas adicionales
en el estudio de las células puesto que
permiten el análisis de células vivas,
tales como el microscopio de contraste
de fases y el de fluorescencia. El
primero permite observar los detalles
subcelulares de células vivas; y el
microscopio de fluorescencia permite
determinar la localización intracelular
de moléculas, y obtener información de
la dinámica celular.
En las siguientes fotografías se
observan células en división, las
adquisiciones fueron realizadas
utilizando microscopio confocal (Figura
15), y microscopio de fluorescencia
(Figura 16). En ambas imágenes destaca
el huso mitótico en verde y los
cromosomas en azul.
Figura 15. Célula en división. Adquisición
realizada con Microscopio Confocal.
http://www.wired.com/images_blogs/wiredscience/2009/10/
nikon1999.jpg
Figura 16. Células en división. Adquisición
realizada con Microscopio de Fluorescencia.
http://www.ht.org.ar/images/inmit.jpg
En la figura 17, se observa una
célula en división adquirida con un
microscopio óptico de luz.

Figura 17. Célula en división. Adquisición
realizada con Microscopio óptico de luz.
http://www.galeon.com/ciclocelular/productos1503131.html
El microscopio óptico de luz, de
uso frecuente en los laboratorios de
histotecnología sigue siendo un
instrumento básico en investigación y
en el diagnóstico de algunas patologías.
Este instrumento, está compuesto por
los sistemas óptico y el mecánico. El
primero, está integrado por aquellas
partes que intervienen en la formación
de la imagen: lentes objetivos, lente
ocular, lente condensador y la fuente de
luz.
El sistema mecánico sostiene al
sistema óptico y aloja los elementos
necesarios para la iluminación y
enfoque del preparado. Las partes
mecánicas son: pie, brazo, tubo que
contiene el lente ocular, el revólver que
soporta los objetivos, la platina donde
se coloca el portaobjeto y los vernier
(Figura 18).
Figura 18. Microscopio óptico de luz.
http://biologia.laguia2000.com/wp-
content/uploads/2010/06/microoptico_thumb1.jpg
Pie: brinda apoyo y estabilidad al
aparato.
Vástago o brazo: soporta la
platina, tubo y tornillos de ajuste macro
y micrométrico.
Tornillo de Ajuste macro y
micrométrico: Son tornillos de
enfoque, provocan el desplazamiento
del tubo o la platina (según el modelo
de microscopio). El macrométrico lo
hace de forma rápida y el micrométrico
de forma lenta en sentido vertical, lo
que permite afinar el enfoque (Figuras
19 y 20).

Figura 19. Tornillos Macrométrico y
Micrométrico.
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Elesseg.jpg
Figura 20. Tornillos Macrométrico y
Micrométrico.
http://www.salonhogar.com/ciencias/microscopio/images/
macrom3.jpg
Tubo: en su extremo superior se
halla el ocular, y en el inferior el
objetivo. Se trata de un cilindro
metálico cuyo interior se encuentra
pintado de negro, lo que evita la
reflexión de la luz. Normalmente tiene
una longitud de 170 mm.
Platina: es una plataforma
horizontal sobre la cual se coloca y
sujeta el preparado a observar, tiene un
orificio central que permite el paso de la
luz y el vernier que posibilita la
ubicación de las estructuras observadas
(Figura 21).
Figura 21. Microscopio óptico donde se observa el
vernier longitudinal.
http://www.pce-iberica.es/medidor-detalles-
tecnicos/images/microscopio-pce-mm200-objetivo.jpg
Objetivo: Lente situada cerca de
la preparación. Está formado por un
sistema de pequeñas lentes alineadas en
serie, la que se halla en el extremo distal
del objetivo se denomina lente frontal
(Figuras 22, 23 y 24).
Figura 22. Lentes objetivos ubicados en el revolver
del Microscopio óptico.
http://4.bp.blogspot.com/_bXiAT6MOo8E/S2ZFqWye9VI/
AAAAAAAACMc/zNChI_nQEGQ/s400/girandorevolver.J
PG
Figura 23. Objetivos de diferentes aumentos.
http://2.bp.blogspot.com/_BGIlM6f4bIs/S6KCK8Eq1WI/A
AAAAAAAAr0/UfXaj9A6bGU/s400/objetivos.jpg

Figura 24. Disposición de las lentes dentro de los
objetivos.
http://www.medic.ula.ve/histologia/anexos/microscopweb/
MONOWEB/imagenes/capitulo4/fig4_5.gif
Los objetivos pueden ser
objetivos secos (no hay ninguna
sustancia interpuesta entre la lente
frontal y el preparado, sólo aire cuyo
índice de refracción es 1), u objetivos de
inmersión (entre la lente frontal y el
preparado se coloca una sustancia cuyo
índice de refracción es muy similar al
del vidrio, aceite de cedro y es 1,52)
(Figura 25).
Figura 25. Aceite y lente de inmersión.
http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Articl
e%20Images/Microscopio11.jpg
Ocular. Lente situada cerca del
ojo del observador. Capta y amplia la
imagen formada en los objetivos.
Figura 26. Lentes oculares.
http://www.amaina.com/fotos/Lupas/Accesorios/OM20/2
0X_400.jpg
Condensador. Concentra el haz
de luz sobre el plano del espécimen que
se encuentra en la platina. Debajo de él
se encuentra el diafragma que regula la
cantidad de luz que llega al
condensador.
Figura 27. Diafragma y condensador.
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Kondenzor.jpg
Fuente de Luz. La fuente
luminosa es la luz natural, normalmente
se usa un bombillo, antiguamente se
usaban espejos.

Para la formación de la imagen,
el condensador proyecta un cono de luz
sobre el espécimen que está siendo
examinado en el microscopio. Después
de atravesar la muestra, ese haz
luminoso, en forma de cono, penetra en
el objetivo quien proyecta una imagen
real, aumentada e invertida en el plano
focal del ocular; este lente, nuevamente
la amplia, produciendo un imagen
virtual y derecha (Figura 28).
Figura 28. Formación de la imagen en el sistema
óptico del microscopio de luz.
http://www.cecyt15.ipn.mx/polilibros/instrumenta/contenido
/unidades/unidad_3.htm
Un tercer sistema de lentes
localizado en la parte frontal del ojo
utiliza la imagen virtual producida por
el lente ocular como objetivo para
producir una imagen real en la retina
(Figura 29).
Figura 29. Trayecto del haz de luz durante la
formación de la imagen.
http://www.bolivar.udo.edu.ve/biologia/Imagenes/micros
copio.jpg
El aumento total de la imagen que
se observa es el producto entre el
aumento del objetivo y el del ocular.
Ejemplo: si se tiene colocado el objetivo
de 40 y el ocular tiene un aumento de
10X, el aumento total será 40 x 10X =
400X.
El microscopio óptico es capaz de
aumentar el tamaño de las imágenes
hasta unas mil veces. En vista de que la
mayoría de las células presentan
diámetros entre 1 y 100 µm, pueden ser
observadas con el microscopio óptico.
Sin embargo, los detalles que pudieran
ser detectados estarán restringidos por
el Poder de Resolución del microscopio
óptico.
El Poder de Resolución (PR) es la
capacidad de un instrumento para
permitir que los puntos de un objeto que
están muy cercanos, aparezcan en la
imagen como puntos separados. El PR

depende de la longitud de onda (λ) de la
luz utilizada y de la Apertura Numérica
(AN) del lente objetivo. La Apertura
Numérica de los objetivos secos es 0,64
y el de los objetivos de inmersión es
1,25.
El Límite de Resolución (LR) es
la distancia mínima que debe existir
entre dos puntos para que puedan ser
distinguidos como objetos individuales.
El LR se calcula mediante la siguiente
relación:
0.61 x λ
LR =
AN
El Poder de Resolución de un
instrumento es la inversa del Límite de
Resolución.
1
PR =
LR
La relación inversa entre el Poder
de Resolución y el Límite de
Resolución se puede ejemplificar de la
manera siguiente: si se está observando
una muestra al microscopio óptico con
un objetivo de aumento 10, utilizando
luz visible, cuya longitud de onda es
igual a 0.5 µm, el límite de resolución
será:
0.61 x 0.5 µm
LR = = 1.22 µm
0.25
El valor obtenido del Límite de
Resolución indica que bajo las
condiciones de AN y λ considerados, no
se podrá discriminar como puntos
separados objetos que estén a una
distancia menor de 1.22 µm. Para
obtener un mayor Poder de Resolución
es necesario utilizar objetivos con
mayor Apertura Numérica, como es el
caso de los objetivos de mayor
aumento. El objetivo de inmersión con
una Apertura Numérica de 1.25, ofrece
el mayor Poder de Resolución del
microscopio óptico de luz.
Cuando se observa un objeto
transparente al microscopio, cada
detalle iluminado del mismo crea un
patrón de difracción que se denomina
disco de Airy. Este patrón está formado
por un punto central brillante y varios
anillos brillantes separados por anillos
oscuros. Cuando dos detalles están muy
próximos entre sí, se podrá verlos
separados sólo si los puntos centrales no
están muy próximos o superpuestos.
Mientras más pequeños sean los discos
de Airy, mayor será la resolución en una
imagen. Los objetivos con mayor
apertura numérica producen discos de
Airy más pequeños (Figura 30).

Figura 30. Discos de Airy
http://www.medic.ula.ve/histologia/anexos/microscopweb/
MONOWEB/capitulo3_5.htm
La longitud de onda de la luz es el
otro parámetro que influye en el Poder
de Resolución del Microscopio, en ese
sentido, al disminuir la longitud de onda
aumenta el Poder de Resolución del
instrumento.
Por lo tanto, el poder de resolución de
un microscopio óptico aumenta
utilizando objetivos de mayor apertura
numérica y una longitud de onda. (λ)
menor. A continuación se enumeran las
algunas longitudes de ondas de
diferentes zonas del espectro de luz.
λ = 0,5 μm luz visible.
λ = 0,4 μm luz violeta.
λ = 0,3 μm luz ultravioleta.
BIBLIOGRAFIA
ACTIVIDAD CONTROL 6:
1.- Utilizando un esquema de llave,
muestre las diferentes partes de un
microscopio óptico y describa cada
una de ellas.
2.- Defina Poder de Resolución y
Límite de Resolución y escriba las
fórmulas para calcular cada uno de
ellos.
3.- Dos objetos están separados por
una distancia de 1,30 µm. Podránesos
discriminarse como objetos separados
si se observa con un microscopio de
luz cuya longitud de onda (λ) es 0,5
µm y una apertura numérica de 0,65.
Argumente su respuesta.
4.- Si estás observando un objeto con
el objetivo de 100 y con un ocular con
un aumento de 40X. Cuál sería el
aumento total del objeto.

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Editores.
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Editorial Salesiana S. A.

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