Microscopía de fluorescencia de alta resolución. Noticias gratuitas de la biblioteca técnica

NOVEDADES DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA, NOVEDAD EN ELECTRÓNICA
biblioteca técnica gratuita / Feed de noticias

Microscopía de fluorescencia de alta resolución

17.10.2014

Para ver la celda y su contenido, debemos tomar un microscopio. Su principio de funcionamiento es relativamente sencillo: los rayos de luz atraviesan un objeto y luego entran en lentes de aumento, de modo que podemos ver tanto la célula como algunos de los orgánulos que hay en su interior, como el núcleo o las mitocondrias.

Pero si queremos ver una proteína o una molécula de ADN, o mirar un gran complejo supramolecular como un ribosoma o una partícula de virus, entonces un microscopio óptico ordinario será inútil. Allá por 1873, el físico alemán Ernst Abbe dedujo una fórmula que pone un límite a las capacidades de cualquier microscopio óptico: resulta que es imposible ver un objeto más pequeño que la mitad de la longitud de onda de la luz visible, es decir, menos de 0,2 micrómetros.

La solución, obviamente, es elegir algo que pueda reemplazar la luz visible. Puede usar un haz de electrones y luego obtenemos un microscopio electrónico: puede observar virus y moléculas de proteínas en él, pero los objetos observados durante la microscopía electrónica caen en condiciones completamente antinaturales. Por lo tanto, la idea de Stefan W. Hell del Instituto de Química Biofísica de la Sociedad Max Planck (Alemania) resultó ser un gran éxito.

La esencia de la idea era que un objeto podría irradiarse con un rayo láser, lo que pondría a las moléculas biológicas en un estado excitado. A partir de este estado, comenzarán a pasar al estado normal, liberándose del exceso de energía en forma de radiación de luz, es decir, comenzará la fluorescencia y las moléculas se harán visibles. Pero las ondas emitidas serán de longitudes muy diferentes, y tendremos ante nuestros ojos un punto indefinido. Para evitar que esto suceda, junto con el láser de excitación, el objeto se trata con un haz de extinción, que suprime todas las ondas excepto las que tienen una longitud nanométrica. La radiación con una longitud de onda del orden de los nanómetros sólo permite distinguir una molécula de otra.

El método se denominó STED (disminución de emisiones estimuladas), y fue por esto que Stefan Hell recibió su parte del Premio Nobel. Con la microscopía STED, el objeto no está completamente cubierto por la excitación del láser a la vez, sino que, por así decirlo, es atraído por dos delgados haces de rayos (excitador y extintor), porque cuanto menor es el área que emite fluorescencia en un momento dado, mayor es la intensidad de la luz. la resolución de la imagen.

Posteriormente, el método STED se complementó con la llamada microscopía de molécula única, desarrollada de forma independiente a fines del siglo XX por otros dos laureados actuales, Eric Betzig del Instituto Howard Hughes y William E. Moerner de Stanford. En la mayoría de los métodos fisicoquímicos que se basan en la fluorescencia, observamos la radiación total de muchas moléculas a la vez. William Merner acaba de proponer un método mediante el cual se puede observar la radiación de una sola molécula. Mientras experimentaba con la proteína fluorescente verde (GFP), notó que el brillo de sus moléculas se puede encender y apagar arbitrariamente manipulando la longitud de onda de excitación. Al encender y apagar la fluorescencia de diferentes moléculas de GFP, se pudieron observar en un microscopio óptico, ignorando la limitación nanométrica de Abbe. La imagen completa podría obtenerse simplemente combinando varias imágenes con diferentes moléculas luminosas en el campo de visión. Estos datos se complementaron con las ideas de Eric Betzig, quien propuso aumentar la resolución de la microscopía de fluorescencia mediante el uso de proteínas con diferentes propiedades ópticas (es decir, en términos generales, multicolores).

La combinación del método de extinción de excitación de Hell con el método de imposición de suma de Betzig-Merner ha hecho posible desarrollar microscopía de resolución nanométrica. Con su ayuda, podemos observar no solo los orgánulos y sus fragmentos, sino también las interacciones de las moléculas entre sí (si las moléculas están marcadas con proteínas fluorescentes), lo que, repetimos, no siempre es posible con los métodos de microscopía electrónica. El valor del método difícilmente puede sobreestimarse, porque los contactos intermoleculares son sobre los que se apoya la biología molecular y sin los cuales es imposible, por ejemplo, ni la creación de nuevos fármacos, ni la decodificación de mecanismos genéticos, ni muchas otras cosas que yacen en el campo de la ciencia y la tecnología modernas.

<< Volver: Placa miniatura Tah para el control de dispositivos electrónicos vía Bluetooth 18.10.2014

>> Adelante: Sensor inalámbrico CoinGuard para alarma antirrobo 17.10.2014

Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:

Energía del espacio para Starship 08.05.2024

Producir energía solar en el espacio es cada vez más factible con la llegada de nuevas tecnologías y el desarrollo de programas espaciales. El director de la startup Virtus Solis compartió su visión de utilizar la nave espacial SpaceX para crear plantas de energía orbitales capaces de alimentar la Tierra. La startup Virtus Solis ha presentado un ambicioso proyecto para crear plantas de energía orbitales utilizando la nave Starship de SpaceX. Esta idea podría cambiar significativamente el campo de la producción de energía solar, haciéndola más accesible y barata. El núcleo del plan de la startup es reducir el coste de lanzar satélites al espacio utilizando Starship. Se espera que este avance tecnológico haga que la producción de energía solar en el espacio sea más competitiva con respecto a las fuentes de energía tradicionales. Virtual Solís planea construir grandes paneles fotovoltaicos en órbita, utilizando Starship para entregar el equipo necesario. Sin embargo, uno de los principales desafíos ... >>

Nuevo método para crear baterías potentes 08.05.2024

Con el desarrollo de la tecnología y el uso cada vez mayor de la electrónica, la cuestión de crear fuentes de energía eficientes y seguras se vuelve cada vez más urgente. Investigadores de la Universidad de Queensland han revelado un nuevo enfoque para crear baterías de zinc de alta potencia que podrían cambiar el panorama de la industria energética. Uno de los principales problemas de las baterías recargables tradicionales a base de agua era su bajo voltaje, que limitaba su uso en dispositivos modernos. Pero gracias a un nuevo método desarrollado por los científicos, este inconveniente se ha superado con éxito. Como parte de su investigación, los científicos recurrieron a un compuesto orgánico especial: el catecol. Resultó ser un componente importante que puede mejorar la estabilidad de la batería y aumentar su eficiencia. Este enfoque ha dado lugar a un aumento significativo del voltaje de las baterías de iones de zinc, haciéndolas más competitivas. Según los científicos, estas baterías tienen varias ventajas. tienen b ... >>

Contenido de alcohol de la cerveza caliente. 07.05.2024

La cerveza, como una de las bebidas alcohólicas más comunes, tiene su propio sabor único, que puede cambiar según la temperatura de consumo. Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos ha descubierto que la temperatura de la cerveza tiene un impacto significativo en la percepción del sabor alcohólico. El estudio, dirigido por el científico de materiales Lei Jiang, encontró que a diferentes temperaturas, las moléculas de etanol y agua forman diferentes tipos de agrupaciones, lo que afecta la percepción del sabor alcohólico. A bajas temperaturas, se forman más racimos piramidales, lo que reduce el sabor picante del "etanol" y hace que la bebida tenga un sabor menos alcohólico. Por el contrario, a medida que aumenta la temperatura, los racimos se vuelven más encadenados, lo que da como resultado un sabor alcohólico más pronunciado. Esto explica por qué el sabor de algunas bebidas alcohólicas, como el baijiu, puede cambiar en función de la temperatura. Los datos obtenidos abren nuevas perspectivas para los fabricantes de bebidas, ... >>

Principal factor de riesgo para la adicción al juego 07.05.2024

Los juegos de ordenador se están convirtiendo en una forma de entretenimiento cada vez más popular entre los adolescentes, pero el riesgo asociado de adicción a los juegos sigue siendo un problema importante. Científicos estadounidenses realizaron un estudio para determinar los principales factores que contribuyen a esta adicción y ofrecer recomendaciones para su prevención. A lo largo de seis años, se siguió a 385 adolescentes para descubrir qué factores podían predisponerlos a la adicción al juego. Los resultados mostraron que el 90% de los participantes del estudio no corrían riesgo de adicción, mientras que el 10% se convertía en adictos al juego. Resultó que el factor clave en la aparición de la adicción al juego es un bajo nivel de comportamiento prosocial. Los adolescentes con un bajo nivel de conducta prosocial no muestran interés en la ayuda y el apoyo de los demás, lo que puede provocar una pérdida de contacto con el mundo real y una dependencia cada vez más profunda de la realidad virtual que ofrecen los juegos de ordenador. A partir de estos resultados, los científicos ... >>

El ruido del tráfico retrasa el crecimiento de los polluelos 06.05.2024

Los sonidos que nos rodean en las ciudades modernas son cada vez más penetrantes. Sin embargo, pocas personas piensan en cómo este ruido afecta al mundo animal, especialmente a criaturas tan delicadas como los polluelos que aún no han salido del cascarón. Investigaciones recientes están arrojando luz sobre esta cuestión, indicando graves consecuencias para su desarrollo y supervivencia. Los científicos han descubierto que la exposición de los polluelos de cebra al ruido del tráfico puede causar graves alteraciones en su desarrollo. Los experimentos han demostrado que la contaminación acústica puede retrasar significativamente su eclosión, y los polluelos que emergen enfrentan una serie de problemas que promueven la salud. Los investigadores también descubrieron que los efectos negativos de la contaminación acústica se extienden a las aves adultas. Las menores posibilidades de reproducción y la disminución de la fertilidad indican los efectos a largo plazo que el ruido del tráfico tiene en la vida silvestre. Los resultados del estudio resaltan la necesidad ... >>

Noticias aleatorias del Archivo

Carne de res sobre granos de arroz 17.02.2024

Los bioingenieros han utilizado granos de arroz como base para el cultivo de carne de res para enriquecer el producto vegetal con los elementos nutricionales de la carne. Actualmente, el arroz contiene un poco más de grasas y proteínas, pero en el futuro está previsto aumentar el número de células, lo que aumentará estos indicadores. El coste de este arroz se estima en unos 2,23 dólares el kilogramo, en comparación con el arroz normal que cuesta 2,2 dólares, pero significativamente más barato que la carne de res, que cuesta 14,88 dólares.

Los experimentos con el cultivo de carne de vacuno con granos de arroz representan un enfoque innovador para crear alimentos más nutritivos. A pesar de las limitaciones actuales, la investigación podría conducir al desarrollo de nuevos métodos para producir alimentos enriquecidos con carne, lo que tendría un impacto positivo en la nutrición humana.

El arroz es uno de los alimentos más populares del mundo debido a su baja alergenicidad y relativa disponibilidad. Sin embargo, no contiene todos los nutrientes necesarios para el ser humano, por lo que los científicos se esfuerzan por hacerlo más completo. Los expertos utilizan la modificación genética de plantas para aumentar los niveles de betacaroteno, un precursor de la vitamina A.

Los científicos de la Universidad de Yonsei en Corea del Sur decidieron complementar el arroz con carne, evitando el uso de animales, para reducir costos y el impacto ambiental. Intentaron cultivar carne a partir de cereales.

Inicialmente, los científicos asumieron que el músculo de la vaca y las células grasas se adherirían fácilmente a los granos de arroz porosos. Sin embargo, los primeros experimentos no tuvieron éxito. Para aumentar la unión y el crecimiento de las células, los científicos pretrataron los granos de arroz crudo con gelatina de pescado y agregaron transglutaminasa microbiana, un aditivo alimentario común. Después de que las células crecieron en el arroz durante una semana, se lavó y se coció al vapor como arroz normal.

Los productos resultantes, granos de arroz rosado, resultaron ser más duraderos que los normales. Su valor nutricional también ha cambiado, aunque sólo ligeramente. Por ejemplo, 100 g de arroz con carne contienen 0,1 g más de grasa y 0,31 g más de proteína que el arroz normal, lo que representa una diferencia del 7 y el 9 por ciento, respectivamente. Esto es similar a comer 100 gramos de arroz y un gramo de carne de res. Sin embargo, los científicos se dan cuenta de que la razón es que no hay suficientes células, por lo que solo formaron una fina capa sobre los granos de arroz. En experimentos posteriores, los autores trabajarán para aumentar la cantidad de células de vaca en el arroz.

Ver completa Archivo de noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica

Todos los idiomas de esta página

Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio