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Organizzazione della cellula
del microscopio ottico, oppure dalle lenti dell’obiettivo e dalle
lenti proiettori nel caso del MET. L’immagine MET è focaliz-
zata su uno schermo a fluorescenza, mentre l’immagine MES
viene trasmessa su di uno schermo televisivo. Le lenti dei mi-
croscopi elettronici sono attualmente elettromagneti che de-
viano il fascio elettronico.
I biologi usano metodi biochimici e genetici per
collegare le strutture cellulari alle loro funzioni
Il ME e il microscopio ottico sono strumenti efficaci per stu-
diare la struttura cellulare, ma hanno alcune limitazioni. Le
metodiche di preparazione delle cellule per la microscopia
elettronica le uccidono e possono anche alterare la loro strut-
tura. Inoltre, il microscopio elettronico generalmente fornisce
solo poche indicazioni circa le funzioni degli organuli e degli
altri componenti cellulari. Per poter conoscere la funzione ef-
fettiva degli organuli, i ricercatori utilizzano una varietà di tec-
niche biochimiche.
Il
frazionamento cellulare
è una tecnica per la separazio-
ne (frazionamento) delle diverse parti delle cellule, che pos-
sono così essere studiate con metodiche fisiche e chimiche.
In generale, le cellule sono rotte mediante un omogenizzato-
re. La miscela risultante, chiamata
omogenato cellulare
, è sot-
toposta a una forza centrifuga mediante una
centrifuga (
FIG.
89:a
). La
centrifugazione differenziale
prevede la separazione
dei componenti cellulari attraverso una serie di fasi di centri-
fugazione che avvengono a velocità sempre più elevate. Que-
sto consente di separare i vari componenti cellulari in base
alle loro diverse dimensioni e densità (
FIG. 89:b
). Ad ogni fa-
se la forza centrifuga separa l’estratto in due frazioni: il pel-
Per il microscopio elettronico a trasmissione, si devono
preparare sezioni ultrasottili (da 50 a 100 nm), tagliando con
una lama di vetro o di diamante le cellule o il tessuto inglobati
in resina. Il preparato viene posto su di una piccola griglia me-
tallica e il fascio di elettroni, dopo aver attraversato il campio-
ne, cade sulla lastra fotografica o sullo schermo fluorescente.
Quando guardate una fotografia al MET in questo capitolo (o
altrove), ricordate che essa rappresenta solamente una sezio-
ne sottile della cellula.
Utilizzando anticorpi coniugati con particelle di oro colloi-
dale, è possibile osservare al microscopio elettronico moleco-
le specifiche: le particelle d’oro, infatti, sono dense e bloccano
il fascio elettronico, determinando sulla microfotografia la for-
mazione di macchie nere ben definite che permettono di iden-
tificare la posizione della proteina riconosciuta dall’anticorpo.
Nel microscopio elettronico a scansione, il fascio elettro-
nico non passa attraverso il campione, perché questo è rivesti-
to da un sottile strato d’oro o di un altro metallo. Quando il
fascio elettronico collide su vari punti del campione, vengono
emessi elettroni secondari la cui intensità varia al variare dei
contorni della superficie. Il modo in cui gli elettroni secondari
vengono riemessi fornisce una immagine tridimensionale del-
la superficie del campione (
FIG. 89;c
). Il MES è in grado di da-
re informazioni sulla forma e sulle caratteristiche esterne del
campione che non potrebbero essere ottenute con un micro-
scopio a trasmissione.
È da notare che il microscopio ottico, il MET e il MES si
basano tutti su principi simili. Un fascio di luce, o di elettro-
ni, viene diretto da lenti condensatrici sul campione, che vie-
ne ingrandito dalla lente dell’obiettivo e dell’oculare nel caso
Figura 8-8
Microscopia ottica a super-risoluzione
Questa serie di micrografie ottenute con microscopia ottica a super-risoluzione evidenziano i rapidi cambiamenti che si verificano nei collegamenti delle cellule
nervose in un topo vivente.
(a)
Gli strati superficiali del cervello di un topo anestetizzato munito di un coprioggetti ottico posto sulla parte superiore del cranio
sono osservati attraverso il microscopio. Il topo geneticamente ingegnerizzato produce una forma modificata della proteina fluorescente verde solo nelle cellule
nervose.
(b)
Un’estensione di una singola cellula cerebrale mostra le sue proiezioni a “spina”, collegate alle cellule nervose vicine.
(c)
Immagini ottenute da fo-
togrammi di un video, effettuati a distanza di ?-@ minuti, mostrano i cambiamenti della forma che si verificano in una singola “spina” in AB minuti. Nelle foto-
grafie è riportata in bianco la scala di ingrandimento che è di E
µ
m.
(b)
(a)
(c)
t = 0
7 min
15 min
22 min
30 min
Berning et al.,
Science,
vol 335, Feb 2012, p. 551