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1.5. El estudio de la célula a partir de 1945

Microscopio electrónico de transmisión
Microscopio electrónico de transmisión (http://en.wiki-pedia.org/wiki).

En 1931, el físico alemán Ernst August Friedrich Ruska (1906-1988) tuvo la idea de utilizar haces de electrones, en lugar de luz visible, para “iluminar” preparaciones microscópicas. Los electrones, según la mecánica cuántica, se comportan no solo como partículas, sino también como ondas; si se les acelera con altas energías pueden tener longitudes de onda muy pequeñas (por ejemplo, 0,04 nm, frente a los 380 nm de la luz violeta), permitiendo así un poder de resolución de hasta 0,2 nm (recordemos que la resolución máxima de un microscopio óptico es de unos 200 nm).

En el microscopio electrónico de transmisión (MET), el inventado por Ruska, el haz de electrones, emitido desde la parte superior y enfocado mediante unas bobinas magnéticas, atraviesa la muestra y se proyecta sobre una pantalla fluorescente o una placa fotográfica.

En cambio, en el microscopio electrónico de barrido (MEB) los electrones no atraviesan la muestra, sino que se reflejan en ella (gracias a una fina capa de oro que la recubre) y proyectan una imagen sobre un monitor de televisión; aunque su poder de resolución es de “solo” 10 nm, resulta útil para proporcionar imágenes tridimensionales.

El escaso poder de penetración del haz de electrones requiere que las muestras sean muy finas (de menos de 50 nm para el MET) y que en el interior del equipo haya un intenso vacío (incompatible con la presencia de agua en la muestra, que, por lo tanto, no puede estar viva). Estas dificultades restringieron el uso del microscopio electrónico durante mucho tiempo, aunque hacia 1960 se habían ya explorado la mayor parte de las estructuras de la célula. Paralelamente se desarrollaron diversas técnicas bioquímicas que permitieron analizar sus componentes:

La cromatografía data de 1901, pero no se empleó con asiduidad hasta la década de 1940. Permite separar mezclas de sustancias en disolución que se mueven a distinta velocidad en una fase sólida, como el papel. Una variante de esta técnica es la electroforesis, en la que los componentes se separan por su distinta movilidad en un campo eléctrico.

El marcado isotópico conlleva sustituir uno o más átomos de una molécula por isótopos con distinta masa molecular, lo que permite detectarlos con un instrumento conocido como espectrógrafo de masas (o, si el isótopo es radiactivo, mediante autorradiografía, como se explica en la ilustración siguiente). Se puede así “seguir la pista” de proteínas y otras moléculas a través de la célula. La técnica se asentó cuando el desarrollo de reactores nucleares tras la Segunda Guerra Mundial permitió disponer de isótopos en abundancia.

Técnicas de análisis

Cromatografía de tinta china usando etanol diluido como disolvente.

Separación de dos mezclas de proteínas por electroforesis en gel de poliacrilamida. Las mezclas se depositan al comienzo de dos “calles” del gel (puntos 1 y 2) y se aplica un campo eléctrico; como todas las proteínas se han unido a un detergente tienen carga negativa, por lo que se desplazan hacia el electrodo positivo (en la parte inferior) con una velocidad proporcional a su masa molecular. Para visualizar las proteínas se las “etiqueta” con un isótopo radiactivo, de manera que al exponer el gel a una placa fotográfica se impresionan sobre ésta bandas oscuras que señalan la posición de cada proteína (autorradiografía). (Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki).



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