Como ingeniero, sabes que la tecnología puede ayudarnos a descubrir cómo funciona el mundo natural.
Pero, ¿ha pensado alguna vez en cómo podría usarse la radiactividad para ayudar a la investigación biológica? La autorradiografía ha cambiado la forma en que estudio los seres vivos.
En esta publicación de blog, repasaré todo lo que necesita saber sobre la autorradiografía, incluida su historia, usos y preocupaciones de seguridad.
Prepárese para descubrir cómo este nuevo método está cambiando el futuro de la investigación biológica y cómo puede ayudar.
Descripción general de la autorradiografía
Definicion formal:
Técnica para detectar la radiactividad en una muestra mediante la producción de una imagen en una película o placa fotográfica.
La autorradiografía es un poderoso método de obtención de imágenes que se ha utilizado durante más de cien años en la investigación científica.
Aplicaciones de la autorradiografía
La autorradiografía se utiliza para muchas cosas diferentes, como por ejemplo:
- Localización de moléculas en el interior de células y tejidos.
- Calibración de imagen.
- Estimación de la longitud de los cromosomas.
- Más ejemplos a continuación.
El método es especialmente útil para averiguar dónde se encuentran las moléculas radiomarcadas en células o tejidos.
También se puede utilizar para determinar la longitud y el número de fragmentos de ADN después de haberlos separado mediante electroforesis en gel.
Proceso de Autorradiografía
La autorradiografía es un proceso que consta de varios pasos. Primero, las muestras de seres vivos se marcan con radiactividad.
In vitro, la muestra se puede marcar aislando partes celulares como ADN, ARN, proteínas o lípidos y etiquetándolas con los radioisótopos adecuados.
In vivo, las muestras biológicas pueden marcarse con radiactividad.
Una vez que se etiqueta la muestra, la sección de tejido etiquetada se coloca junto a una película de rayos X o una emulsión nuclear para realizar una autorradiografía.
Cuando las partículas beta interactúan con los iones de plata en la emulsión fotográfica, que está hecha de cristales de bromuro de plata en una matriz de gelatina, activan los iones Ag+.
Durante el desarrollo, los iones Ag+ activados se convierten en Ag(s), dejando granos de Ag(s) para marcar el camino de las partículas beta.
La autorradiografía puede ser un método simple, pero requiere tener cuidado con los materiales radiactivos para mantener a todos a salvo.
Los operadores deben tomar las medidas adecuadas para protegerse de la radiación dañina.
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Aplicaciones de la autorradiografía
La autorradiografía es un método que se puede utilizar en muchos tipos diferentes de investigación biológica.
Este artículo brindará una descripción general de algunos de los usos más importantes de la autorradiografía, como la toma de huellas dactilares de ADN y el análisis genético, así como también cómo se usa para estudiar el metabolismo, la farmacocinética y la neurobiología.
Huellas dactilares de ADN y análisis genético
La autorradiografía es una parte clave de la toma de huellas dactilares de ADN, que ha cambiado la ciencia forense, las disputas de paternidad y los casos de inmigración.
Funciona usando sondas para unirse a secuencias de ADN específicas y luego usando diferentes métodos de detección, como la autorradiografía, para ver las sondas unidas.
Después de la electroforesis en gel y el desarrollo de una película que quedó en contacto con el gel, Jeffreys obtuvo un autorradiograma con varias bandas oscuras.
Estas bandas oscuras eran secciones de ADN que tenían una secuencia que coincidía con la sonda.
La autorradiografía también se puede utilizar para analizar la cantidad de radiación en autorradiografías de matriz de ADN, que se utilizan en casos de paternidad como marcadores genéticos.
La técnica permite a los investigadores ver piezas específicas de ADN en una película de rayos X. Esto les da información importante sobre cuándo y dónde se forman las células.
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/autoradiography
Metabolismo y Farmacocinética
La autorradiografía se ha utilizado para estudiar el metabolismo de plantas y animales mediante el seguimiento de la actividad de los isótopos radiactivos en los compuestos orgánicos que se han introducido en el tejido.
Se puede utilizar para averiguar dónde se encuentra una sustancia radiactiva en un tejido o una célula después de que se haya puesto en una ruta metabólica, se haya unido a un receptor o enzima, o se haya hibridado con un ácido nucleico.
La autorradiografía también se puede usar para averiguar en qué parte del cuerpo se encuentra un fármaco radiomarcado y qué tan bien se une a un receptor.
Por ejemplo, la autorradiografía se usa a menudo para estudiar cómo se mezclan los ácidos nucleicos y para medir la cantidad de fármacos radiomarcados en el suero para estudios farmacocinéticos.
Neurobiología
La autorradiografía y los compuestos radiomarcados se utilizan en la investigación neurobiológica para estudiar las vías nerviosas y los receptores.
Al ver cómo se distribuyen los compuestos marcados radiactivamente en el cerebro, los investigadores pueden aprender más sobre los mecanismos detrás de la función cerebral normal y anormal.
Localización de proteínas
La autorradiografía también se puede utilizar para averiguar dónde se encuentran las proteínas en las células. En este caso, se agrega un isótopo radiactivo a una proteína y la proteína marcada se coloca en las células.
Luego, las células se tratan y se colocan en una película o placa para fotografía. Esto crea una imagen de dónde está la proteína marcada en la célula. Esto permite a los científicos estudiar cómo funcionan las diferentes proteínas en las células y cómo se controlan.
Localización de receptores
La autorradiografía también se puede usar para encontrar receptores dentro de las células y estudiar cómo funcionan. En este caso, se utiliza un ligando radiactivo para marcar los receptores. Luego, las células se procesan y se colocan en una película o placa para fotografía.
Esto crea una imagen de dónde están los receptores marcados dentro de las células. Esto permite a los investigadores estudiar dónde están los receptores y qué papel juegan en la señalización celular y otras cosas que hacen las células.
Ensayos de unión de radioligandos
En los ensayos de unión de radioligandos, la autorradiografía a menudo se usa para observar cómo funcionan juntos los ligandos y los receptores. En esta aplicación, se mezcla un ligando radiactivo con células o tejidos, y se utiliza la autorradiografía para medir qué tan bien se une el ligando a los receptores.
Esto permite a los investigadores estudiar la velocidad y la fuerza de las interacciones entre los ligandos y los receptores y encontrar posibles fármacos u otros compuestos que puedan cambiar estas interacciones.
Alternativas a la autorradiografía
La autorradiografía es una forma común de averiguar si algo tiene radiactividad.
Pero hay otras formas de encontrar y medir isótopos radiactivos, y algunas de ellas tienen mejor sensibilidad y resolución.
Autorradiografía de placa de imagen
La autorradiografía de placa de imagen (IP) es una forma simple y no destructiva de analizar muestras
Puede tomar fotografías de grandes áreas en dos dimensiones y tiene bajos límites de detección de actínidos y otros nucleidos radiactivos.
La radiación emitida por el isótopo radiactivo es captada por una pantalla de almacenamiento de fósforo, que luego es leída por un escáner y convertida en una imagen digital.
Microscopía electrónica de barrido (SEM)
La microscopía electrónica de barrido (SEM) es un método que utiliza un haz de electrones para crear imágenes de alta resolución de objetos microscópicos.
SEM también se puede utilizar para observar cómo se distribuyen los radioisótopos en las muestras.
La muestra se cubre con un material que conduce la electricidad y el haz de electrones escanea la superficie de la muestra para generar imágenes de alta resolución y buen contraste.
https://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope
Espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS)
La espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS) es un método que se puede usar para encontrar y tomar fotografías de isótopos que son más pequeños que una micra.
Para este método, se dispara un haz de iones de alta energía a la muestra, lo que hace que salgan iones secundarios.
Luego, el espectrómetro de masas se usa para observar estos iones para averiguar dónde y cuántos isótopos hay en la muestra.
Autorradiografía con pantalla de fósforo
Utilizando el método 14C-PMMA, la autorradiografía con pantalla de fósforo es una técnica que utiliza un isótopo radiactivo para determinar qué tan poroso es algo y cómo se ven sus poros.
Para este método, se vierte resina de PMMA alrededor de una muestra, que luego se expone a un isótopo radiactivo.
Luego, la muestra se representa utilizando una pantalla de fósforo, que capta las emisiones radiactivas de la muestra.
Otras alternativas
Además de estos métodos, las siguientes también son alternativas comunes a la autorradiografía:
- El recuento de centelleo líquido es un método sensible y cuantitativo para detectar y medir niveles bajos de isótopos emisores beta y alfa.
- El conteo gamma se usa para encontrar y medir la cantidad de emisores gamma en diferentes tipos de muestras.
Etiquetado y detección de proteínas
La autorradiografía es un tipo de imagen que utiliza fuentes radiactivas que ya están presentes en la muestra, como las proteínas marcadas radiactivamente.
Durante la síntesis de proteínas, se pueden agregar isótopos radiactivos como 35S-metionina, 3H-leucina o 14C-aminoácidos a la proteína de interés.
Esto hace posible utilizar la autorradiografía para encontrar y medir proteínas marcadas.
Este método es especialmente útil para encontrar proteínas que no son muy comunes o para ver cómo cambian las proteínas después de que se producen.
A través de ensayos de co-inmunoprecipitación y superposición, la autorradiografía también se puede utilizar para averiguar cómo interactúan las proteínas entre sí.
Etiquetado y detección de ADN
Al agregar isótopos radiactivos como azufre-35 (35S), hidrógeno-3 (3H), carbono-14 (14C), yodo-125 (125I) y fósforo-32 (32P) a la molécula de ADN, también se puede usar la autorradiografía. Para marcar y encontrar ADN.
Por ejemplo, se pueden agregar 32P y 35S a nucleósidos como N15- o trifosfato de desoxitimidina (dTTP), que luego se pueden usar para marcar moléculas de ADN.
En los ensayos de proliferación, también puede usar 3H-timidina o timidina marcada con 14C.
La autorradiografía también se puede utilizar para averiguar cómo se utilizan los oligonucleótidos radiomarcados con 32P para fijar el ADN.
Entorno de investigación y seguridad radiológica
La autorradiografía es un método utilizado en la investigación biológica para ver proteínas radiomarcadas, ADN y otras partes en una muestra y determinar cuánto hay de cada una.
Consiste en colocar un trozo de tejido etiquetado junto a un trozo de película fotográfica o emulsión. Esto hace una autorradiografía.
Las autorradiografías se pueden observar a través de un microscopio para averiguar dónde están los granos de plata, como en el interior o el exterior de las células o los orgánulos.
Cuando se utilizan materiales radiactivos en la investigación, hay varias formas de mantenerse a salvo.
- Designar y rotular áreas donde se utilizarán materiales radiactivos.
- No se puede comer, beber ni fumar en el laboratorio.
- Usar bandejas para derrames y una cubierta que absorba el líquido.
- Usar campanas extractoras cuando se trabaja con materiales que podrían incendiarse.
- Ponerse equipo de protección personal como batas de laboratorio, guantes y anteojos de seguridad.
- Vigilar las superficies y limpiarlas después de su uso.
- Depositar los desechos radiactivos en los botes de basura de la manera correcta, como lo exige la ley.
La autorradiografía directa con película tiene una sensibilidad limitada por la transferencia ineficiente de la energía de emisión de los radionúclidos.
Conclusión
A medida que terminamos de aprender acerca de la autorradiografía, una cosa está clara: no se puede negar el poder de la radiactividad en la investigación biológica.
La autorradiografía nos ha ayudado a aprender mucho sobre el mundo natural, desde que los científicos la descubrieron hace más de cien años hasta el presente, cuando se usa en campos como la genética y la neurociencia.
Pero es importante recordar que cuando tienes mucho poder, también tienes mucha responsabilidad.
La autorradiografía es una forma poderosa de averiguar cosas, pero debe usarse con cuidado y cuidado para evitar los riesgos de la exposición a la radiación.
Como ingeniero, tiene la rara oportunidad de trabajar en la vanguardia de la ciencia, utilizando nuevos métodos como la autorradiografía para aprender más sobre el mundo que nos rodea.
Al vigilar la seguridad y superar los límites de lo que es posible, puede ayudar a garantizar que esta increíble tecnología continúe generando nuevos descubrimientos durante muchos años.
Así que adelante, explore y descubra el asombroso mundo de la autorradiografía: ¡las posibilidades son infinitas!
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