biologia celular

1. HISTÓRICO DA
BIOLOGIA CELULAR
BIOLOGIA CELULAR

2. Histórico
• Aristóteles na Antiguidade e Paracelso no
Renascimento:
– “Todos os animais e vegetais, por mais
– “Todos os animais e vegetais, por mais
complicados que sejam, estão constituídos
por uns poucos elementos que se repetem
em cada um deles”
– Referiam-se as estruturas macroscópicas
de um organismo (raízes, folhas, flores, ...)

3. Histórico
• Citologia hoje Biologia Celular é um ramo das
Ciências Naturais
• Histórico intimamente ligado com o
• Histórico intimamente ligado com o
desenvolvimento das lentes ópticas
• Do grego:
– Mikros – pequeno
– Skopen – ato de ver, examinar

4. Histórico
• Cientista inglês - Robert Hooke
• Usou a palavra CÉLULA pela primeira vez em
1665
1665
• Ao observar a textura da cortiça utilizando
lentes de aumento
• Kytos (grego) – célula
• Cella (latim) – espaço vazio

5. Histórico
• Cientista inglês - Robert Hooke
• Usou a palavra CÉLULA pela primeira vez em
1665
1665
• Ao observar a textura da cortiça utilizando
lentes de aumento
• Kytos (grego) – célula
• Cella (latim) – espaço vazio

6. Histórico
• TEORIA CELULAR
(o zoólogo Schwann e o botânico Schlwiden, 1837-39)
• Enunciado: Os seres vivos, sem exceção, são
constituídos por células e produtos celulares
constituídos por células e produtos celulares
• Cada célula se forma por divisão de outra célula
• O funcionamento de um organismo como um todo
resulta da soma de atividades e interações das
unidades celulares.

7. Histórico
• Virchow aplicou a Teoria Celular a Patologia – 1958
• Kolliker a estendeu a Embriologia – 1960
• Brown estabeleceu que o núcleo é componente
fundamental e constante em toda a célula
fundamental e constante em toda a célula
• Purkinje e von Mohl descreveram o conteúdo celular
denominado protoplasma
Conceito primitivo de célula:
“Uma massa de protoplasma, limitado no espaço por uma
membrana celular e que possui um núcleo”.

8. Histórico
• Descoberta da Mitose – Flemming (1880)
• Filamentos nucleares ou cromossomos – Waldeyer (1890)
• Fertilização do óvulo – O. Hertwig (1875)
• O complexo de Golgi – Golgi (1897)
• 1892 O. Hertwig relatou em sua monografia: “Die Zelle
und das Gewebe” estudos baseados nas caracerísticas
das células.
• Surgimento da CITOLOGIA

9. Histórico
• O conhecimento citológico progrediu devido a:
• 1 Aumento do poder de resolução dos instrumentos de
análise
• 2 Desenvolvimento de novas tecnologias
• 2 Desenvolvimento de novas tecnologias
• 3 Convergência da citologia com outros ramos:
– Genética (Citogenética)
– Fisiologia (Fisiologia Celular)
– Bioquímica (Citoquímica)
– Imunologia (Imunocitoquímica)

10. Histórico
• Novos campos de investigações:
ULTRAESTRUTURA e BIOLOGIA MOLECULAR
• Avanços expressivos a partir de 1950

11. MICROSCOPIA
Breve Histórico

15. COMO VISUALIZAR CÉLULAS
E ESTRUTURAS CELULARES?
E ESTRUTURAS CELULARES?

21. MICROSCÓPIO ESTEREOSCÓPIO SIMPLES
UM SISTEMA DE LENTES

26. SOROS DE POLIPÓDIOS VISTOS EM LUPA
BINOCULAR
BINOCULAR
BRIÓFITAS EM LUPA BINOCULAR

27. LÍQUEM EM LUPA BINOCULAR
Pseudevernia furfuracea

28. MICROSCÓPIO COMPOSTO
DOIS SISTEMAS DE LENTES

31. Histórico
• Final do século XVI:
– a invenção do microscópio é atribuída aos
holandeses Hans Janssen e Zacharias Janssen,
fabricantes de óculos;
Zacharias Jansen e um microscópio
que, acredita-se, tenha sido
fabricado por ele. O modelo foi
encontrado na Holanda, no século
XVII

33. Histórico
• 1610 – Itália
– Galileu Galilei (1564-1642)
– construiu o primeiro aparelho batizando-o de
microscópio;
– aperfeiçoou o modelo dos holandeses, dispondo as
lentes de maneira parecida à adotada em sua luneta
aperfeiçoou o modelo dos holandeses, dispondo as
lentes de maneira parecida à adotada em sua luneta
astronômica;
Modelo de microscópio italiano, possivelmente utilizado por
volta do ano 1600. Os modelos italianos eram simples e pequenos – aumento de 9 vezes

35. Histórico
• Em 1665:
– o cientista inglês Robert Hooke (1635-1703) passou
a moldar vidro líquido e com os glóbulos de vidro
moldados obteve lentes muito melhores do que as
produzidas com vidros de aumento
produzidas com vidros de aumento
– essa inovação permitiu-lhe montar um microscópio
bastante eficiente e realizar importantes
descobertas, uma das quais foi observar – pela
primeira vez na história – as células de uma lâmina
de cortiça.

39. Histórico
• Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723)
– Primeiro a registrar e sistematizar suas
observações científicas;
– Usando microscópios de sua própria
construção, com lente única (microscópio
simples), observou e relatou as formas e o
comportamento dos microrganismos, sendo
por isso considerado o pai da Microbiologia.

43. MICROSCÓPIO COMPOSTO
• Constituído de: parte mecânica + parte óptica
– Parte Óptica 3 sistemas de lentes
• Condensador projeta a luz sobre as células
• Condensador projeta a luz sobre as células
• Objetiva recebe o cone de luz, projeta uma
imagem aumentada, no plano focal da ocular
• Ocular recebe imagem da objetiva e amplia

44. MICROSCÓPIO COMPOSTO
• Poder de Resolução:
– distância que separa dois pontos de luz que sejam vistos como
duas imagens distintas.
– o poder resolutivo depende da abertura numérica e do
comprimento de onda da luz utilizada
• LR = (k x ‫ץ‬)/AN
• LR = (k x ‫ץ‬)/AN
– Onde: k = constante (0,5 – 0,61)
‫ץ‬ = comprimento de onda (µm)
AN = abertura numérica (ângulo eixo óptico e os raios mais
externos da objetiva)
• Luz branca – diversos comprimentos de onda – considera-se
o verde amarelo 0,55 µm. Radiação visível LR 0,2 µm.
Aumento MO – até 1000x.

45. MICROSCÓPIO COMPOSTO
A abertura numérica (AN) é calculada pela
fórmula:
AN = n sen θ, onde
n= índice de refração do meio
O óleo de imersão possui um índice de refração maior que o ar, aumentando a
AN e reduzindo o poder de resolução, o que na prática possibilita a
observação de objetos menores, como células e bactérias, por exemplo.
n=1,56 quando se utiliza óleo de imersão
n=1 quando não se utiliza óleo de imersão
θ = metade do ângulo do cone de luz que
entra na objetiva ou condensador.

48. Câmaras de contagem de células - Neubauer

49. Câmaras de contagem de células – Sedgewick
Rafter

50. Câmaras de Sedimentação e contagem de células
- Utermoh

51. MICROSCÓPIO ELETRÔNICO

52. MICROSCÓPIO ELETRÔNICO
• Microscópio com potencial de aumento muito maior que o óptico;
• Foi inventado em 1932 e vem sendo aperfeiçoado desde então;
• A diferença básica entre o microscópio óptico e eletrônico é que
neste último não é utilizada a luz, mas sim feixes de elétrons;
• No microscópio eletrônico não há lentes de cristal e sim bobinas,
chamadas de lentes eletromagnéticas;
• As lentes eletromagnéticas ampliam a imagem gerada pela
passagem do feixe de elétrons no material e projetam-na sobre
uma tela, onde é formada a imagem;
•

53. MICROSCÓPIO ELETRÔNICO
• Não é possível observar material vivo neste
tipo de microscópio;
• O material a ser estudado passa por um
• O material a ser estudado passa por um
complexo processo:
– Desidratação
– Fixação
– Inclusão em resinas especiais (muito duras)
– Cortes ultrafinos obtidos através das navalhas de
vidro- ultramicrótomo;

54. Micrótono – cortes de 1 a 10µm

55. MICROSCÓPIO ELETRÔNICO
• Tipos de microscópios eletrônicos:
– Transmissão – MET - usado para a observação
de cortes ultrafinos;
– Varredura – MEV - capaz de produzir imagens
de alta ampliação usado para a observação de
superfícies;
– Tunelamento - MEVT - para visualização de
átomos.

56. MICROSCÓPIO ELETRÔNICO
• Alto poder de resolução feixes de elétrons
acelerados por uma diferença de potencial de
60.000V;
• Comprimento de onda muito menor que o da luz branca
- ‫ץ‬ = 0,005nm
Comprimento de onda muito menor que o da luz branca
- ‫ץ‬ = 0,005nm
• 1 feixe de elétrons aproximadamente 100.000 vezes
menor que a luz branca.
• Elétrons produzidos por aquecimento no vácuo de
um filamento de tungstênio cátodo que emite
elétrons.

57. MICROSCÓPIO ELETRÔNICO
• Partes:
- Canhão eletrônico (fonte de iluminação, pequeno
fragmento de fio em forma de V, local onde é aplicada
a voltagem)
a voltagem)
- Lentes eletrônicas - campo magnético radialmente
simétrico (enrolamento de fio elétrico) passa uma
corrente – bobina.

58. Microscópio Eletrônico de Transmissão – MET
• Também chamado MED Direto
• A imagem do objeto é formada simultaneamente à passagem do
feixe de luz através dele.
• Bastante difundido no estudo de materiais biológicos, permite
definição de imagens intracelulares, permitindo estudos de
definição de imagens intracelulares, permitindo estudos de
morfologia celular, aspectos gerais das organelas e também da
interação de parasitas com células.
• Construção robusta estabilidade mecânica
• Bobinas das lentes são resfriadas com água que circula a sua
volta – unidade de refrigeração interligada ao MET.

59. Microscópio Eletrônico de Transmissão – MET
• A imagem final é projetada sobre um anteparo de
observação, que é recoberto com um material que
fluoresce quando irradiado com elétrons, ou sobre
uma placa fotográfica.
• Intervalo de aumento 1.000x a 200.000x.
• Poder de resolução = 1nm (200x maior que o MO)

61. Legenda:
1 - Fusobacterium nucleatum - microscopia eletrônica de transmissão;
2 - Bacteroides fragilis - microscopia eletrônica de transmissão;
3 - Fusobacterium nucleatum - coloração de Gram;
4 - Bactérias produtoras de pigmento negro - Porphyromonas e Prevotella.
Fonte: http://www.icb.usp.br/~mariojac/

62. Esporos maduros (setas pretas) de Encephalitozoon intestinalis no interior de
um vacúolo parasitóforo (delimitado pelas setas vermelhas). Microscopia
eletrônica de transmissão. Fonte: Centers for Disease Control and Prevention
(CDC), Atlanta, EUA.
Fonte: http://www.icb.usp.br/~livropar/img/capitulo7/13.html

63. Microscópio Eletrônico de Varredura – MEV
• capaz de produzir imagens de alta ampliação e
resolução;
• As imagens fornecidas pelo MEV possuem um caráter
virtual;
virtual;
• o que é visualizado no monitor do aparelho é a
transcodificação da energia emitida pelos elétrons, ao
contrário da radiação de luz

64. Microscópio Eletrônico de Varredura – MEV
• O princípio de funcionamento do MEV consiste:
– emissão de feixes de elétrons por um filamento capilar de tungstênio
(eletrodo negativo), mediante a aplicação de uma diferença de potencial
que pode variar de 0,5 a 30 KV
que pode variar de 0,5 a 30 KV
• Essa variação de voltagem permite a variação da aceleração dos
elétrons, e também provoca o aquecimento do filamento.
• A parte positiva em relação ao filamento do microscópio
(eletrodo positivo) atrai fortemente os elétrons gerados,
resultando numa aceleração em direção ao eletrodo positivo.

65. Microscópio Eletrônico de Varredura – MEV
• A correção do percurso dos feixes é realizada pelas
lentes condensadoras que alinham os feixes em
direção à abertura da objetiva;
• A objetiva ajusta o foco dos feixes de elétrons antes
dos elétrons atingirem a amostra analisada;
• A objetiva ajusta o foco dos feixes de elétrons antes
dos elétrons atingirem a amostra analisada;
• Um feixe de elétrons extremamente estreito é usado
para varrer a imagem. A imagem emite elétrons.
• A imagem é construída em seqüência, a medida que a
imagem é varrida.

66. Microscópio Eletrônico de Varredura – MEV
• Surgiram pela primeira vez no mercado em 1965 e
hoje são indispensáveis para muitos tipos de
pesquisas:
– Classificação
taxonomia de insetos e fungos
– Classificação
– taxonomia de insetos e fungos
– estudo da morfologia de poléns
– pesquisas de superfícies de diversas estruturas de
plantas e animais;
– .....

67. Microscópio Eletrônico de Varredura – MEV
• Principais componentes são semelhantes aos do MET;
• Um conjunto de bobinas defletoras faz com que o
feixe varra o objeto.
• Escala ampla de aumentos 10x a 400.000x, tem
• Escala ampla de aumentos 10x a 400.000x, tem
grande profundidade de foco;
• A topografia de objetos sólidos pode ser examinada
com grande facilidade, as micrografias têm aspecto
tridimensional;
• Poder de resolução de 10nm.

69. Câmara de amostras de um MEV aberta
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Microsc%C3%B3pio_eletr%C3%B4nico_de_varredura

70. Fotógrafos Bruce Wetzel/Harry Schaefer Instituto Nacional do Câncer
Uma imagem de microscópio eletrônico de varredura da circulação normal do sangue
humano
Fonte: http://saude.hsw.uol.com.br/sangue-artificial.htm

71. Grãos de pólen
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Microsc%C3%B3pio_eletr%C3%B4nico_de_varredura

72. Formiga em MEV
Fonte: http://pion.sbfisica.org.br/pdc//index.php/por/Multimidia/Imagens/Fisica-e-outras-areas-da-Ciencia-e-da-
Tecnologia/Formiga

73. Um fotógrafo britânico aposentado registrou, com o auxílio de um microscópio eletrônico, imagens
tridimensionais milhões de vezes ampliadas de insetos e aracnídeos, como moscas, pulgas e aranhas-
saltadoras. Steve Gschmeissner, 61 anos, usou um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) para
registrar as criaturas.

74. Ovo de Borboleta
Fonte: http://arquivosdoinsolito.blogspot.com/2010/09/fotografo-capta-imagens-em-alta.html