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Guía práctica sobre las diferentes dinámicas que serán presentadas durante la clase de laboratorio de biologia ii
Tipo: Resúmenes
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¡No te pierdas las partes importantes!
La presente Guía de Prácticas para el Laboratorio de Biología Celular contempla experimentos y actividades debidamente organizados de acuerdo al programa establecido; que permitirá al estudiante vincular los aspectos estudiados en teoría con actividades prácticas mediante la realización de proyectos comunes. Cabe mencionar que esta guía de Laboratorio de Biología Celular tuvo un antecedente muy importante, ya que en el plan rígido también hubo un manual de laboratorio para esta materia, pero debido a que el plan de estudios de la Facultad de Química Farmacéutica Biológica en el año 2002 fue reestructurado por consiguiente tuvo que ser modificado el contenido de esta experiencia educativa y por lo tanto, las practicas de laboratorio en su mayoría cambiaron. Por otra parte, la Biología Celular es una ciencia bien fundamentada, reconocida como disciplina después de establecerse la teoría celular; dotada de instrumentos de análisis cada vez más poderosos para explorar los procesos internos de la célula. Su objetivo inicial fue describir con máxima precisión todas las estructuras características de las células animales y vegetales y de los seres unicelulares, las modificaciones en el curso de la vida de las células, su diversidad dentro de estos seres o a lo largo del desarrollo embrionario, etc. La Biología Celular, se colocó con prontitud dentro de los campos más importantes de la biología y constituyó un foco de convergencia y fundamento de todos los métodos; sólo el estudio de las propiedades de las células individuales permitiría comprender el funcionamiento y la constitución de las estructuras pluricelulares. De ser una ciencia descriptiva, la biología celular se transformó en ciencia experimental con el objetivo esencial de mejorar la comprensión de las estructuras y de los mecanismos a nivel molecular. Actualmente sus principales metas de estudio son: el tráfico membranario en el interior de las células, el citoesqueleto, la biogénesis de los organelos llamados semiautónomos, las funciones de las matrices extracelulares y la señalización de la membrana. Por ser una ciencia integrativa y multidisciplinaria, la biología celular suprime las fronteras artificiales entre diversos métodos y aporta una visión más completa de las estructuras y de las funciones celulares; identifica a las moléculas constitutivas de los organelos, ubica las enzimas en compartimientos, estudia las relaciones fisiológicas entre ellas y mide los flujos metabólicos y energéticos en las condiciones físico-químicas que se encuentran in vivo. Los experimentos que aquí se incluyen están diseñados para realizarse con el equipo de laboratorio con el que cuenta nuestra facultad, la metodología incluida está centrada en el desarrollo de habilidades de ejecución y de razonamiento que permitan al alumno tener un buen desempeño en un laboratorio de biología celular; fomentando así, tanto el trabajo individual como colectivo.
Cada práctica incluye una breve revisión teórica, sin la intención de suplir los libros de texto, que contienen información más detallada. En la evaluación del aprendizaje se consideran la realización de prácticas, participación, entrega de reportes escritos y exámenes teóricos. Además, ésta guía de prácticas para el laboratorio de biología celular incluye un glosario de términos para que el alumno alcance una mayor comprensión en su aprendizaje.
próximo al ojo del observador, por lo cual se llama ocular y que actúa como microscopio simple. Otro próximo al objeto denominado objetivo.(1) GENERALIDADES: Descripción del microscopio compuesto: Sistema de soporte: Pie o base: la función de esta pieza es dar estabilidad al microscopio y soporte a las demás partes que lo integran. Platina: es una pieza metálica cuadrada con un orificio en el centro por el cual pasa la luz, posee a su vez un carro móvil con una pinza que sujeta la muestra permitiendo su movilización para la observación. Brazo: es el soporte que va desde la base hasta el sistema óptico, es el sostén de dicho sistema. Sistema óptico: Oculares: son lentes que se encuentran en el cabezal del microscopio, separados por un diafragma que permite el movimiento de estos para obtener una imagen con mejor calidad y comodidad de visión. Objetivos (seco débil 10X, seco fuerte 40X e inmersión 100X): es la parte mas importante del microscopio, se conforman por varias lentes que corrigen las aberraciones, se encuentran en la parte baja del cabezal sujetos a un carrusel o revolver que permite el cambio de un objetivo a otro. Sistema de iluminación: Fuente luminosa: es la luz proporcionada por una lámpara ubicada en la base del microscopio, la cual pasa a través de la platina proporcionando iluminación a la muestra. Condensador: es un sistema de lentes con gran abertura, que se encuentra entre la platina y la fuente de iluminación; puede subir o bajar dependiendo del objetivo que se este utilizando. Diafragma: se encuentra situado debajo de la platina y permite regular la cantidad de luz que pasa por el condensador. Sistema de ajuste: Tornillo macrométrico o de enfoque rápido: se utiliza para conseguir un ajuste aproximado de la imagen a observar. Tornillo micrométrico o de enfoque fino: su desplazamiento es mucho más lento y permite enfocar claramente nuestra imagen. Tornillo de carro móvil: se utiliza para desplazar la laminilla sobre la platina hacia los lados, hacia atrás y hacia delante. MANIPULACIÓN DE UN MICROSCOPIO:
lo ponga al alcance del filo de la navaja, de modo que siempre su avance ofrezca la misma medida del material. (1) GENERALIDADES: La técnica histológica comprende la preparación de los tejidos para su estudio microscópico, lo cual se logra sometiendo a la totalidad o a una parte seleccionada del tejido por examinar, a una serie de procesos: fijación, deshidratación, aclaración, inclusión, corte y tinción. El tipo de muestras que se procesa con el microtomo es diverso, puede realizarse el corte de cualquier material animal o vegetal; pero lo más común son los cortes de órganos perfundidos. Fijación: Es el proceso mediante el cual los elementos constitutivos de las células, y por tanto de los tejidos, son fijados en cuanto a su estado físico, y parcialmente en su estado químico, de manera que puedan resistir el tratamiento sucesivo con varios reactivos sin pérdida, distorsión importante o descomposición. La mayoría de los agentes fijadores actúan desnaturalizando o precipitando las proteínas, que forman entonces una esponja o malla que tiende a englobar los otros componentes celulares. En condiciones ideales, un fijador debe penetrar rápidamente al tejido, su acción debe ser inmediata, y debe causar una pérdida y una alteración química y física mínima de las células y de sus componentes; debe además ser barato, estable y de fácil manejo. La mayoría de los fijadores producen cierto endurecimiento tisular, facilitando así el corte; pero, generalmente este efecto endurecedor es reforzado por la acción de los alcoholes, que son empleados durante el proceso de deshidratación. Los fijadores también aumentan, por lo general, la diferenciación óptica de las estructuras celulares y tisulares; al mismo tiempo, hacen que la célula resista a las soluciones hipo e hipertónicas que son empleadas después de la fijación; reducen también el riesgo de infección en las personas que manejan los tejidos. Deshidratación: Los tejidos contiene gran cantidad de agua, tanto intra como extracelular, que debe ser eliminada y reemplazada por parafina. Este proceso debe ser realizado mediante el uso de alguna sustancia que se mezcle con el agua y tenga cierta afinidad con ella, de manera que pueda penetrar fácilmente entre las células de los tejidos. El alcohol etílico es el mejor agente para la deshidratación, esto se logra utilizando alcoholes en distinta concentración, empezando por el 70%. No se aconseja el paso directo del tejido de formol al alcohol concentrado, porque provoca distorsión de los tejidos; cuando estos son delicados, la deshidratación debe ser más gradual. Algunos agentes aclarantes actúan parcialmente como deshidratantes. La deshidratación es también indispensable antes de que puedan montarse los cortes teñidos. Aclaramiento : Permite que el alcohol de los tejidos sea reemplazado por un líquido que disuelva la parafina con la cual el tejido va a ser impregnado. Los aclaradores además de eliminar el alcohol, muchas de estas sustancias tienen la propiedad de volver transparentes los tejidos. Ello se debe a sus elevados índices de refracción, y a los cambios ópticos que se producen cuando el agente aclarante penetra entre los elementos tisulares muy refractantes; es
decir, el índice de refracción de los agentes aclarantes es aproximadamente igual al de los tejidos. La mayoría de las sustancias verdaderamente aclarantes son aceites esenciales. Los buenos agentes aclarantes deben eliminar pronto el alcohol y aclarar rápidamente sin endurecimiento; no deben disolver los colorantes de anilina, ni evaporarse demasiado rápido en los baños de parafina. Inclusión: Este proceso comprende la impregnación de los tejidos con un medio que llene todas las cavidades naturales, espacios o intersticios tisulares y aún los espacios intracelulares, y que proporcione la consistencia firme necesaria para hacer cortes bastante delgados sin provocar distorsión y sin alterar las relaciones espaciales del tejido y los elementos celulares. Otra ventaja física más en el caso de especímenes pequeños deriva de la maniobra de encerrarlos en un bloque o una masa de material de inclusión, que permite manejar y fijar la muestra al microtomo sin dañar el tejido en sí. Microtomo de deslizamiento: Se dividen en un tipo en el cual la cuchilla se mantiene entre pinzas, y en el cual la cuchilla es móvil. Este último no es muy satisfactorio, solo si se mantiene la cuchilla bien controlada, la variedad de cuchilla fija, donde lo que se desliza es la pieza de tejido. Este tipo de microtomo es el más utilizado ya que es rígido, resistente, de diseño y construcción sencillos, fácil de mantener, y que la calidad de los cortes obtenidos con él es difícilmente igualada por cualquier otro instrumento. Asimismo, permite obtener grandes cortes y resulta fácil hacer cortes seriados. Microtomo rotatorio: En este microtomo solo puede emplearse una longitud de cuchilla relativamente pequeña, y la cuchilla ocupa una situación peligrosa. Además, su diseño y construcción son complicados, lo que significa un costo elevado. No es conveniente para cortar bloques grandes como el de deslizamiento; la mayor parte de los investigadores lo encuentran más rápido en caso de cortes numerosos de bloques ordinarios. Microtomo de balanceo : Este tipo de microtomo es probablemente el más simple de todos, el bloque de tejido se monta en el extremo de un brazo móvil de resorte y la cuchilla se mantiene rígida en posición horizontal con el filo hacia arriba y ligeramente inclinado hacia el bloque. Fácilmente pueden obtenerse con él series de 60 a 90 cortes; éstos, sin embargo, no son absolutamente plano, sino que muestran una ligera curvatura. Microtomo de congelación: Posee una cremallera central sobre la cual se coloca el sujetador del bloque, el cual es perforado y unido por un tubo a un cilindro conteniendo bióxido de carbono. Una simple válvula permite la liberación de chorros rápidos e intermitentes de bióxido de carbono que congelan el bloque y el tejido. La cuchilla suele ir montada en un pivote por encima del bloque. Microtomo para cortes ultradelgados : Para la microscopía electrónica, los cortes deben tener de 50 a 120 μm; para ello existen microtomos especiales. Suelen recurrir a expansión térmica para hacer avanzar el bloque.
PRÁCTICA No. 03 PREPARACIONES TEMPORALES OBJETIVO: Aprender a realizar una preparación temporal, útil en la observación de diversos tipos de muestras. FUNDAMENTO: Las preparaciones pueden ser temporales, frescas y permanentes. Una preparación temporal es aquella que es utilizada en el momento de la observación, ya que requiere que el medio de montaje no se evapore tan rápidamente y que sea posible que el material biológico se conserve por un tiempo (algunos días) en condiciones de ser observado; las frescas solo se usan durante la práctica y posteriormente se lavan. Y las permanentes son aquellas preparaciones que “duran para siempre”, por lo que se debe hacerse con un material especial como el bálsamo de Canadá, para que el cubreobjetos permanezca perfectamente adherido al portaobjetos durante años (Ver Fig. 3.1).(2) GENERALIDADES: En general una preparación microscópica se define como el resultado de una serie de operaciones destinadas a colocar material de observación en una capa de poco espesor, lo más pequeña y representativa posible. Pudiendo ser en seco, líquido o en vivo, o en partes sobre una superficie de vidrio transparente (portaobjetos) y cubierta algunas veces con otra de menor aumento y más delgada (cubreobjetos). (Ver Fig. 3.2) (4) Fig. 3.1 Preparación temporal
PRÁCTICA No. 04 DIVERSIDAD CELULAR OBJETIVO: Establecer las semejanzas y diferencias entre las células vegetales y animales. FUNDAMENTO: La célula es la unidad básica funcional y estructural más pequeña de los organismos vivos. Se compone de partes características, cuyo trabajo esta coordinado de tal manera que cada tipo de célula lleva a cabo una función estructural bioquímica única. Las células realizan numerosas reacciones químicas para dar origen al proceso vital que se lleva a cabo de manera compartimentalizada; es decir, estructuras especializadas dentro de la célula efectúan reacciones químicas aisladas, las cuales están coordinadas unas con otras para mantener con vida tanto la célula como los tejidos, órganos, sistemas y todo el organismo.(4) Regulan el flujo de entrada y de salida de los materiales a fin de asegurar las condiciones óptimas para el proceso vital prevaleciente dentro de ellas. Asimismo, utilizan su información genética para guiar la síntesis de la mayoría de sus componentes y dirigir gran parte de sus actividades químicas; entre éstas, la generación de ATP, por desdoblamiento de los nutrientes, la síntesis molecular, la transportación de las moléculas dentro y entre las células, la remoción de los desechos y el movimiento parcial o incluso de toda la célula. GENERALIDADES: Las unidades básicas de todos los organismos tienen muchas características en común, pero no todas ellas poseen todo el conjunto de componentes. (1) Características de las células animales, células vegetales y protistas. Las células animales se pueden distinguir fácilmente de las vegetales en virtud de marcadas diferencias. Los animales poseen ciertos sistemas organizados característicos, son capaces de moverse por sí mismos y dependen completamente de sustancias preformadas para obtener energía y carbono; éstas son únicamente algunas de sus características más notorias. Las plantas superiores contienen el pigmento verde llamado clorofila, lo que les permite efectuar la fotosíntesis, son generalmente inmóviles y tienen sistemas organizados de manera peculiar. Un número considerable de organismos unicelulares exhiben caracteres tanto de plantas como de animales, a estos como poseen esta peculiaridad los clasifican como protistas.(5)
Caracteres exclusivos de la célula vegetal. Pared celular. Esta, es una de las características más sobresalientes de la célula vegetal. Consiste de una envoltura moderadamente rígida de material inerte, que rodea a cada uno de los protoplastos. Aunque es sintetizada y secretada por el citoplasma de la célula vegetal, estrictamente hablando no puede considerarse esta pared celular como un componente de la célula, sino como un deposito extracelular. En la mayoría de las plantas verdes, está compuesta principalmente de un carbohidrato muy complejo llamado celulosa y según el tipo de célula vegetal que se trate, además de la celulosa, puede tener varias sustancias, incluyendo sales, lignina, sustancias parecidas a las grasas repelentes de agua tales como ceras y suberina. La pared celular varía considerablemente en grosor dependiendo del tipo de tejido vegetal y de las condiciones de crecimiento. En células vegetales maduras consiste, por lo regular, de tres capas y casi siempre es mucho más gruesa que la membrana celular adyacente. A diferencia de la membrana celular, es permeable a la mayoría de las moléculas y no controla el paso de materiales hacia dentro y hacia fuera de la célula. En efecto, la pared celular es como una especie de armazón que le sirve a la célula vegetal para proteger, mantener y servir de apoyo a la célula y a la planta en general. Muchas células animales también depositan materiales extracelulares alrededor de la superficie externa de sus membranas celulares. Estos depósitos no contienen celulosa o cera, varían considerablemente en su composición y se les llama sustancias intersticiales. A diferencia de esta pared celulósica, estas sustancias no tienen una organización definida y no dan el efecto de una estructura a manera de una pared. En la mayoría de los tejidos vegetales, la sustancia intersticial actúa como un cemento que mantiene unidas a las células; se extiende al hincharse la célula, ofreciendo poca o ninguna protección contra las rupturas del protoplasto. Cuando la célula pierde agua se adapta a la forma que toma al contraerse. Por el contrario, las membranas celulósicas o paredes celulares de las plantas superiores, bacterias y hongos, mantienen mas o menos su forma y tamaño, a pesar de los cambios en el volumen del protoplasto debido a los cambios en el contenido de agua, evitando así la ruptura del protoplasto (Ver Fig. 4.2).(2) Fig. 4.1 Célula animal
Plastos. Son estructuras citoplasmáticas unidas que se encuentran en las células de las plantas superiores y en ciertos organismos unicelulares, pero nunca en las células de animales superiores. Aunque su tamaño, forma y color pueden variar de manera considerable, según el tejido de que se trate, del organismo y de las condiciones de desarrollo, a menudo se presentan en forma de cuerpecillos discoides o esféricos que se encuentran libremente en el citoplasma.(3) MATERIAL: Microscopio compuesto. Porta y cubreobjetos. Gotero con bulbo. Corcho de botella. Navaja de rasurar nueva. Pinzas. Hisopos estériles. Lancetas estériles. Torundas con alcohol. Tubos al vacío Vacutainer de tapa morada. Ligadura. Pipeta pasteur. Tubos de ensayo de 13 x 100 mm. Centrífuga clínica. Frascos de boca ancha limpios y secos. MATERIAL BIOLÓGICO: Bulbo de cebolla. Sangre. Semen. Orina. Polen. REACTIVOS: Solución salina isotónica. Solución de Locke. Azul de metileno al 1%. Colorante de Wright. Buffer de Fosfatos. Aceite de inmersión. TÉCNICA PARA LAS CÉLULAS DEL CORCHO: