El Tamaño y la Escala de la Célula: un viaje al microcosmos

[Lalo Marquez]

En el siguiente enlace titulado CELL SIZE AND SCALE de la página de genética de la Universidad de Utah. Usen la barra moviéndola hacia la derecha para que vayan internándose en el microcosmos de la animación:

Tamaño y Escala de las Células

Notas:

Los objetos más pequeños que el ojo humano puede ver a simple vista son de 0.1 mm de largo. Eso significa que, bajo las condiciones correctas, podrías ver una ameba proteus, un óvulo humano, y un paramecio sin utilizar aumento. Un lente de aumento puede ayudarte a verlos más claramente, pero todavía se verán pequeñitos.

Las células son visibles más fácilmente bajo un microscopio iluminado. Incluso es posible distinguir estructuras dentro de la célula, tales como el núcleo, la mitocondria, y los cloroplastos. Los microscopios iluminados utilizan un sistema de lentes para magnificar una imagen. El poder de un microscopio iluminado es limitado por el largo de onda de la luz visible, la cual es de unos 500 nm. Los microscopios iluminados más poderosos tienen el poder de resolución suficiente para ver distinguir bacterias, pero no virus.

Para ver cualquier cosa más pequeña que 500 nm, necesitarás un microscopio de electrones. Los microscopios de electrones disparan un rayo de electrones de alto voltaje sobre o a través de un objeto, el cual refleja o absorbe alguno de los electrones. La resolución todavía está limitada por el largo de onda del rayo de electrones, pero su largo de onda es mucho más pequeño que el de la luz visible. Los microscopios de electrones más poderosos tienen la capacidad de distinguir moléculas e incluso átomos individuales.

¿Cómo puede ser que un cromosoma X sea casi tan grande como la cabeza de una célula de esperma?

No, no es un error. Primeramente, hay menos ADN en una célula de esperma de la que hay en una célula no reproductiva tal como una célula de la piel. Segundo, el ADN en una esperma está super-condensado y compactado en una forma altamente densa. Tercero, la cabeza de un esperma es casi todo puro núcleo. La mayor parte del citoplasma ha sido exprimido para poder hacer al esperma una máquina nadadora tipo torpedo eficiente.

El cromosoma X se muestra aquí en un estado condensado, tal y como aparecería en una célula que está pasando por mitosis. También ha sido duplicada, de modo quede hecho son dos copias idénticas pegadas juntas por entre sus mitades. Cada célula de esperma humano contiene solo una copia de 23 cromosomas.

Un cromosoma está hecho de material genético (una larga pieza de ADN) envuelta alrededor de un soporte estructural de proteínas (histonas). Las histonas organizan el ADN y lo mantienen de que se enrede, muy similar a un cordón enredado alrededor de un carrete. Pero también añaden mucho del bulto. En una célula de esperma, un grupo especial de pequeños soportes de proteínas (protaminas) empacan el ADN a cerca de un sexto el volumen de un cromosoma mitótico.

Adenina

La etiqueta en el nucelótido no es del todo correcta.Adenina se refiere a una porción de la molécula, la base nitrógena. Sería más exacto etiquetar el nucleótido desoxiadenosina monofosfato, porque incluye el azúcar deoxyribosa y un grupo de fosfatos además de la base nitrógena. Sin embargo, la etiqueta más familiar de "adenina" hace más sencillo que sea reconocida por las personas como uno de los bloques constructores del ADN.

Carbono

El tamaño del átomo de carbono está basado en su radio van der Waals.

Referencia: http://learn.genetics.utah.edu/content/ ... lls/scale/

[TruthSeeker]

Muy interesante de nuevo el tema. Por cierto, yo conozco los microscopios electrónicos.

[Lalo Marquez]

Yo no creo haber visto uno "en persona" ¿cómo los conoces? ¿los has utilizado? ¿qué has visto? Saludos.

[Roberto]

No mames que chingón...perdon me emocione.

[Lalo Marquez]

jajaja no hay pedo... digo, no hay purrún

[TruthSeeker]

Yo no creo haber visto uno "en persona" ¿cómo los conoces?

Tomé un curso muy intensivo con una unidad que trataba precisamente del tema de miscroscopía.

¿los has utilizado?

Los microscopios que tuve la oportunidad de conocer estaban a cargo de técnicos. Si alguien quería analizar una muestra, tenía que recurrir a estas personas. Pero tuve la experiencia de preparar muestras para ser llevadas a analizar.

¿qué has visto?

Hay microscopios electrónicos de barrido y de transmisión y conozco ambos tipos. Por ejemplo, el microscopio electrónico de transmisión que vi es un aparato más o menos del tamaño de un refrigerador (más alto y más delgado). Se usan unos portamuestras en forma de rejillas, muy pequeños y de forma circular (de apenas unos cuantos milimetros de diametro). Las muestras se tienen que moler hasta obtener polvos muy finos (se tiene que tener mucha paciencia para moler las muestras en un mortero, que lleva bastante tiempo). También pueden usarse películas de material muy delgadas. Cuando ya se tiene el polvo muy fino se depositan unas cuantas particulas en el pequeño portamuestras. Entonces se introducen al microscopio electrónico y en el lugar donde se encuentra la muestra se genera un vacío.

Sobre el funcionamiento del microscopio electrónico es como sigue. Ya en el otro tema había dicho que los electrones son al mismo tiempo particulas y ondas. En los microscopios opticos se usa luz visible, que está compuesta por fotones, que también son al mismo tiempo partículas y ondas. La diferencia está que usar luz visible tiene sus limites. Los detalles que se pueden ver en un microscopio son más o menos del orden de la longitud de onda que se usa y la luz visible tiene un límite al respecto. Con electrones se pueden obtener longitudes de onda mayores, lo que permite "ver" detalles más pequeñitos.

Para que la longitud de onda de los electrones sea muy corta la velocidad de los electrones tiene que ser más alta, y entre más alta sea menor longitud de onda que obtenemos. Esto por la relación de De Broglie de la mecánica cuántica:



Por lo tanto se necesitan voltajes muy altos para acelerar a los electrones a altas velocidades y hacerlos incidir en la muestra a analizar. En los microscopios ópticos se usan lentes para aumentar las imágenes. En los microscopios electrónicos los haces son desviados por campos electromagnéticos, que sustituyen a las lentes.

En una camarita en forma de domo, con ventanas transparentes, en el fondo de la misma se puede ver proyectada la imagen del material que se desea analizar. Los haces de electrones son muy delgados y pueden ser enfocados en una sola partícula de polvo. La misma imagen puede verse en una pantallita del microscopio y en la pantalla de una computadora que tiene conectada.

Y aclaro también que los microscopios electrónicos no sirven únicamente para "ver" cosas pequeñas. El método tiene muchas herramientas de las que se puede sacar mucho jugo. Por ejemplo, se puede hacer difracción de electrones.

Espero que la explicación haya sido lo suficientemente clara y no tan aburrida.

[rcb64]

Gracias por el tema Lalo, está muy interesante y la animación muy clara para entender las escalas.

...... Ya en el otro tema había dicho que los electrones son al mismo tiempo particulas y ondas. En los microscopios opticos se usa luz visible, que está compuesta por fotones, que también son al mismo tiempo partículas y ondas. La diferencia está que usar luz visible tiene sus limites. Los detalles que se pueden ver en un microscopio son más o menos del orden de la longitud de onda que se usa y la luz visible tiene un límite al respecto. Con electrones se pueden obtener longitudes de onda mayores, lo que permite "ver" detalles más pequeñitos.....

Para que la longitud de onda de los electrones sea muy corta la velocidad de los electrones tiene que ser más alta, y entre más alta sea menor longitud de onda que obtenemos. Esto por la relación de De Broglie de la mecánica cuántica....

¿Ésto es lo que se relaciona con el artículo que nos envió Asimov sobre la mecánica cuántica y los alucines de Depak Chopra?

[TruthSeeker]

Gracias por el tema Lalo, está muy interesante y la animación muy clara para entender las escalas.

...... Ya en el otro tema había dicho que los electrones son al mismo tiempo particulas y ondas. En los microscopios opticos se usa luz visible, que está compuesta por fotones, que también son al mismo tiempo partículas y ondas. La diferencia está que usar luz visible tiene sus limites. Los detalles que se pueden ver en un microscopio son más o menos del orden de la longitud de onda que se usa y la luz visible tiene un límite al respecto. Con electrones se pueden obtener longitudes de onda mayores, lo que permite "ver" detalles más pequeñitos.....

Para que la longitud de onda de los electrones sea muy corta la velocidad de los electrones tiene que ser más alta, y entre más alta sea menor longitud de onda que obtenemos. Esto por la relación de De Broglie de la mecánica cuántica....

¿Ésto es lo que se relaciona con el artículo que nos envió Asimov sobre la mecánica cuántica y los alucines de Depak Chopra?

Lo que he visto que malinterpretan los creyentes en pseudociencias es lo que se llama "colapso de la función de onda". Aunque también he visto que algunos "esoteristas" distorsionan la interpretación del experimento de la doble rendija (también de la mecánica cuántica), que tiene alguna relación con lo que escribí, también con el fin de intentar demostrar creencias sin fundamento.

[Lalo Marquez]

En los microscopios opticos se usa luz visible, que está compuesta por fotones, que también son al mismo tiempo partículas y ondas. La diferencia está que usar luz visible tiene sus limites. Los detalles que se pueden ver en un microscopio son más o menos del orden de la longitud de onda que se usa y la luz visible tiene un límite al respecto. Con electrones se pueden obtener longitudes de onda mayores, lo que permite "ver" detalles más pequeñitos.

Justamente estaba explicando eso mismo a un amigo -obviamente lo investigué antes- porque me envió un email que decía que si ponías una cebolla, esta absorbía los virus como el de la gripa y no te enfermabas. Bueno, la cuestión fue que una de las cosas de su relato era que en 1919 un doctor rural llegó a un rancho que era la única casa en la zona donde nadie se había enfermado de gripe y que fue por colocar cebollas rebanadas. Supuestamente el doctor se llevó la cebolla a su consultorio y pudo ver que estaba repleta del virus de la gripe.

Yo le escribí lo siguiente:

El mejor microscopio óptico tiene un poder de resolución máximo de 200 nm. El virus de la influenza tiene un diámetro entre 80 y 120 nm. Esto significa que es necesario un microscopio de electrones para rebasar el límite del largo de onda de la luz y poder distinguir al virus de la influenza. El problema con tu relato, Luis, es que el primer prototipo de microscopio de electrones fue construido en 1931, es decir, 12 años después de la fecha del relato. Además que dudo mucho que un doctor rural tuviera acceso a uno en su rancho.

Finalmente, tanto el virus de la influenza como el de la gripe común, se contagian principalmente por medio de contacto, es decir, necesitan a un huésped para incubarse y no andan por ahí flotando en el aire a menos que alguien los estornude. Pero si alguien los hubiera estado estornudando a diestra y siniesetra en tu relato, entonces el argumento de que la cebolla los absorbiera también sería absurda, porque eso significaría que ya había gente contagiada en la casa, y el relato afirma que no la había.

De cualquier forma, si quieres otra referencia, checa Snopes: http://www.snopes.com/medical/swineflu/onion.asp

Salud... digo, saludos.

¿Coincidencia? No lo creo, quizá es telepatía

Por lo tanto se necesitan voltajes muy altos para acelerar a los electrones a altas velocidades y hacerlos incidir en la muestra a analizar. En los microscopios ópticos se usan lentes para aumentar las imágenes. En los microscopios electrónicos los haces son desviados por campos electromagnéticos, que sustituyen a las lentes.

Qué interesante, siempre me pregunte si usarían lentes o qué cosa.

Espero que la explicación haya sido lo suficientemente clara y no tan aburrida.

Para nada, tu explicación me aclaró muchas dudas. Gracias!

[Lalo Marquez]

Aclaración: cuando dije "para nada" me refería a que "para nada fue aburrida", no vayas a pensar que me refería a si fue suficientemente clara, porque sí lo fue

[TruthSeeker]

Justamente estaba explicando eso mismo a un amigo -obviamente lo investigué antes- porque me envió un email que decía que si ponías una cebolla, esta absorbía los virus como el de la gripa y no te enfermabas. Bueno, la cuestión fue que una de las cosas de su relato era que en 1919 un doctor rural llegó a un rancho que era la única casa en la zona donde nadie se había enfermado de gripe y que fue por colocar cebollas rebanadas. Supuestamente el doctor se llevó la cebolla a su consultorio y pudo ver que estaba repleta del virus de la gripe.

Yo le escribí lo siguiente:

El mejor microscopio óptico tiene un poder de resolución máximo de 200 nm. El virus de la influenza tiene un diámetro entre 80 y 120 nm. Esto significa que es necesario un microscopio de electrones para rebasar el límite del largo de onda de la luz y poder distinguir al virus de la influenza. El problema con tu relato, Luis, es que el primer prototipo de microscopio de electrones fue construido en 1931, es decir, 12 años después de la fecha del relato. Además que dudo mucho que un doctor rural tuviera acceso a uno en su rancho.

Finalmente, tanto el virus de la influenza como el de la gripe común, se contagian principalmente por medio de contacto, es decir, necesitan a un huésped para incubarse y no andan por ahí flotando en el aire a menos que alguien los estornude. Pero si alguien los hubiera estado estornudando a diestra y siniesetra en tu relato, entonces el argumento de que la cebolla los absorbiera también sería absurda, porque eso significaría que ya había gente contagiada en la casa, y el relato afirma que no la había.

De cualquier forma, si quieres otra referencia, checa Snopes: http://www.snopes.com/medical/swineflu/onion.asp

Salud... digo, saludos.

Y para que pueda ser visto el virus con sus detalles (para ser identificable) la longitud de onda que se usa tiene que ser mucho más pequeña que el objeto a estudiar. Dudo mucho que el médico tuviera un microscopio electrónico en su consultorio. No parece verosímil que un medico de pueblo tenga este tipo de aparatos de tamaño monstruoso.