O documento descreve os diferentes tipos de microscopia usados para estudar células. Ele explica que microscópios de luz, como os usados em escolas, ampliam objetos 400 vezes, enquanto microscópios eletrônicos podem fornecer imagens com resolução muito maior ao usar feixes de elétrons. O documento também discute técnicas específicas como microscopia de fluorescência e confocal para colorir partes celulares, e microscopia eletrônica de varredura e transmissão para visualizar detal

1. Microscopia
Introdução
Se você conversar com alguns biólogos
celulares e perguntar do que eles mais gostam
em seu trabalho, você descobrirá que tudo se
resume a uma coisa: secretamente, todos eles
são loucos pelos microscópios. No fundo, o
que eles realmente amam em seu trabalho é
a oportunidade de sentar-se em uma sala
pequena e escura durante horas, interagindo
com seu tipo preferido de célula através da
lente de um belo microscópio. Isso pode
parecer estranho, mas é verdade que as
células podem ser bem deslumbrantes, como
vitrais vivos. Um dos meus exemplos
preferidos é a imagem a seguir, que mostra as
células de uma folha jovem de arabeta, uma
pequena planta herbácea com flores, da
família da mostarda.
Imagem de microscopia confocal de uma jovem folha da planta
herbácea Arabidopsis thaliana, com um marcador destacando as
células e outros marcadores indicando as células jovens da linhagem
estomatal (células que acabarão por gerar estômatos, válvulas
celulares usadas nas trocas gasosas). Crédito da imagem: Carrie
Metzinger Northover, Bergmann Lab, Stanford University.
Isso não é uma simples imagem da
microscopia ótica, é uma imagem fluorescente
de uma planta especialmente preparada,
onde várias partes da célula receberam
marcadores que as fizeram brilhar. Todavia,
este tipo complexidade celular e de beleza
estão sempre ao nosso redor, mesmo que a
gente não perceba.
Você pode encontrar as células em seus
padrões intricados belamente formados em
qualquer planta que enxergar – na roseira de
seu quintal, na grama que cresce na calçada,
nas cenouras que você comeu no lanche. E
não nos limitemos às plantas: camadas
sofisticadas de células também podem ser
encontradas na sua pele, na asa de um inseto
e praticamente em qualquer tecido vivo que
você quiser examinar. Nós, e o mundo que
nos rodeia, somos catedrais feitas de células.
Só precisamos da microscopia para apreciá-
las.
Microscópios e lentes
Embora as células variem em tamanho, em
geral, elas são bastante pequenas. Por
exemplo, uma hemácia humana típica tem
aproximadamente oito micrômetros (0,008
milímetros) de diâmetro. Para se ter uma
ideia, a cabeça de um alfinete tem cerca de 1
milímetro de diâmetro, de modo que é
possível alinhar aproximadamente 125
hemácias transversalmente na cabeça de um
alfinete. Salvo raras exceções, as células
individuais não podem ser vistas a olho nu,
então, os cientistas precisam usar
microscópios (micro- = "pequeno"; -scópio =
"olhar") para estudá-las. O microscópio é um
instrumento que amplia objetos minúsculos,
produzindo uma imagem na qual o objeto
aparece maior. A maioria das fotografias de
células é tirada usando-se um microscópio, e
essas fotografias também podem ser
chamadas de microfotografias.
Considerando a definição acima, pode
parecer que o microscópio é apenas um tipo
de lupa. Na verdade, as lupas podem ser
consideradas microscópios; como elas têm
apenas uma lente, elas são
chamadas microscópios simples. Os
instrumentos mais sofisticados, normalmente
considerados microscópios,
são microscópios compostos; ou seja, eles
têm múltiplas lentes. Por causa da forma com
que essas lentes são organizadas, eles
podem encurvar a luz para produzir uma
imagem muito mais ampliada do que a de uma
lupa.
Num microscópio composto de duas lentes, a
organização das lentes tem uma
consequência interessante: a orientação da
imagem que você vê é invertida em relação ao
objeto que está sendo examinado. Por
exemplo, se você examinar um pedaço de
jornal com a letra "e", a imagem que você verá
no microscópio é “ə.” Os microscópios
compostos mais complexos não produzem a
imagem invertida porque eles têm uma lente
adicional que "reinverte" a imagem à posição
normal.
O que diferencia um microscópio comum de
uma máquina poderosa usada em laboratório
de pesquisa? Há dois parâmetros
especialmente importantes na microscopia:
ampliação e resolução.
 Ampliação é a medida de quanto
maior um microscópio (ou conjunto de
lentes dentro do microscópio)
consegue mostrar um objeto. Por
exemplo, os microscópios óticos
normalmente usados nas escolas e
faculdades ampliam cerca de 400
vezes o tamanho real. Então, algo que
possua 1 mm de largura na vida real
terá 400 mm de largura na imagem
microscópica.
 A resolução de um microscópio ou
lente é a menor distância na qual dois
pontos podem estar separados e ainda
ser distinguidos como objetos distintos.
Quanto menor for este valor, maior
o poder de resolução do microscópio
e melhor a clareza e detalhe da
imagem. Se duas células bacterianas
estiverem muito próximas em uma
lâmina, elas podem parecer um único
ponto borrado num microscópio com
baixo poder de resolução, mas podem
parecer distintas num microscópio com
alto poder de resolução.
Tanto a magnificação quanto a resolução são
importantes se quisermos uma imagem clara
de algo muito pequeno. Por exemplo, se um
microscópio tiver alta magnificação, mas baixa
resolução, tudo o que você verá é uma versão
maior de uma imagem embaçada. Tipos
diferentes de microscópios diferem em sua
magnificação e resolução.
Microscópios de luz
A maioria dos microscópios de estudantes é
classificada como microscópios de luz. Em
um microscópio desse tipo, a luz visível passa
pelo espécime (a amostra biológica que está
sendo analisada) e é desviada pelo sistema
de lentes, permitindo ao observador ver uma
imagem ampliada. Uma vantagem do
microscópio de luz é que ele pode ser utilizado
na visualização de células vivas, assim é
possível observar o comportamento normal
das células (por ex., migração ou divisão).
Microscópio de luz, do tipo que é facilmente encontrado nos
laboratórios de escolas e faculdades. Crédito da imagem: OpenStax
Biology. Imagem modificada do original por "GcG"/Wikimedia
Commons.
Os microscópios de laboratório de ensino
geralmente são microscópios de campo
claro, e significa que a luz visível passa
através da amostra e forma a imagem
diretamente, sem qualquer modificação. As
formas de microscopia ótica um pouco mais
sofisticadas usam truques óticos para realçar
o contraste, facilitando a visualização dos
detalhes das células e tecidos.
Um outro tipo de microscopia ótica é
a microscopia de fluorescência, que é
usada para gerar imagem de amostras que
fluorescem (absorvem um comprimento de
onda da luz e emitem outro). A luz de um
determinado comprimento de onda é usada
para excitar as moléculas fluorescentes, e a
luz de um outro comprimento de onda
diferente emitida por elas é coletada e usada
para formar a imagem. Na maioria dos casos,
a parte da célula ou tecido que queremos
examinar não é naturalmente fluorescente,
por isso precisa ser marcada com algum
pigmento ou etiqueta fluorescente antes de ir
para o microscópio.
A imagem da folha no início do artigo foi obtida
usando um tipo especializado de microscopia
de fluorescência chamado microscopia

2. confocal. O microscópio confocal utiliza um
laser para excitar uma fina camada da
amostra e coleta somente a luz emitida pela
camada de interesse, produzindo uma
imagem nítida e sem interferência das
moléculas fluorescentes das camadas
adjacentes44start superscript, 4, end
superscript.
Microscópios eletrônicos
Alguns tipos de microscopia de luz mais
avançados (além das técnicas que discutimos
acima) podem produzir imagens de resolução
muito alta. No entanto, se você quer visualizar
algo muito pequeno em uma resolução muito
alta, você pode querer usar uma técnica
diferente, testada e aprovada: a microscopia
eletrônica.
Os microscópios eletrônicos diferem de
microscópios de luz por produzirem uma
imagem de uma amostra usando um feixe de
elétrons em vez de um feixe de luz. Os
elétrons têm um comprimento de onda muito
menor que a luz visível, e isso permite que os
microscópios eletrônicos produzam imagens
de alta resolução melhor que as de
microscópios de luz padrão. Os microscópios
de eletrônicos podem ser usados para
examinar não apenas a célula, mas também
as estruturas subcelulares (organelas) e seus
compartimentos.
Uma limitação, no entanto, é que as amostras
da microscopia eletrônica devem ser
colocadas sob vácuo (e normalmente são
preparadas através de um processo extensivo
de fixação). Isso significa que células vivas
não podem ser fotografadas na microscopia
eletrônica.
Imagens da bactéria Salmonella produzidas por microscopia de luz e
microscopia eletrônica de varredura. Muitos outros detalhes podem
ser vistos na eletromicrografia de varredura. Crédito da imagem:
OpenStax Biology. Crédito a: Imagem modificada do original por
CDC/Armed Forces Institute of Pathology, Charles N. Farmer, Rocky
Mountain Laboratories; Crédito b: Imagem modificada do original por
NIAID, NIH; dados da escala de Matt Russell.
Na imagem acima, é possível comparar a
aparência da bactéria Salmonella em uma
micrografia (esquerda) com uma imagem
produzida por um microscópio eletrônico
(direita). A bactéria aparece como pequenos
pontos roxos na imagem do microscópio de
luz, enquanto na eletromicrografia, é possível
ver claramente sua forma e textura da
superfície, bem como os detalhes das células
humanas que as elas estão tentando invadir.
Imagem de um microscópio eletrônico. Ele é muito grande,
aproximadamente do tamanho de um forno industrial. Crédito da
imagem: OpenStax Biology. Imagem modificada do original por Evan
Bench.
Existem dois tipos principais de microscopia
eletrônica. Na microscopia eletrônica de
varredura (MEV), um feixe de elétrons move-
se para a frente e para trás através da
superfície de uma célula ou tecido, criando
uma imagem detalhada da superfície 3D. Este
tipo de microscopia foi usado para realizar a
imagem da bactéria Salmonella mostrada à
direita, acima.
Na microscopia eletrônica de
transmissão (MET), ao contrário, a amostra é
cortada em fatias extremamente finas (por
exemplo, usando uma borda de diamante)
antes da visualização, e o feixe de elétron
atravessa a fatia ao invés de percorrer sobre
sua superfície. O MET é muitas vezes usado
para obter imagens detalhadas das estruturas
internas das células.
Os microscópios eletrônicos, como o descrito
acima, são significativamente mais volumosos
e mais caros do que os microscópios óticos
convencionais, e isso não é surpreendente se
considerarmos as partículas subatômicas que
são examinadas!
VEJA ABAIXO UM RESUMO DAS PARTES
DO MICROSCÓPIO.