Die Bindung von Kristallviolett an Desoxyribonukleinsäure

Summary

• 1. For the determination of crystal violet binding by DNA not complexed with histones numerous selected nuclei of different kinds of normal and tumor cells were stained with crystal violet solutions of increasing dye concentration. The dye binding was measured with an integrating microdensitometer and compared with the total DNA content.

• 2. Staining of DNA in nuclei of normal and tumor cells with the basic dye crystal violet at pH 3.2 after extraction of RNA is based upon a salt-like reaction. There exists a linear correlation between dye binding and DNA content.

• 3. Nuclei of sperm cells and pycnotic nuclei showed as an exception lower dye binding in relation to the DNA content.

• 4. Binding of crystal violet to DNA can be envisaged as a mechanism of ion exchange. So the dye binding is thought to be diminished in nuclei of sperm cells by the strong basic protamine and the spatial structural conditions, in pycnotic nuclei by altered steric conditions and fragments of histone molecules which act competitively.

• 5. DNA staining with crystal violet corresponds to the results with the basic dye gallocyaninchromalum, although structure and characteristics of these two dyes and their binding to the phosphate groups of DNA are different.

• 6. To determine the intravital proportion of DNA free of histone to DNA complexed with histone seems to be impossible with dye binding studies and morphologic cytophotometric methods applied.

Zusammenfassung

• 1. Zur Bestimmung der Kristallviolettbindung an den nicht mit Histonen verbundenen DNS-Anteil wurden zahlreiche ausgewählte Kerne verschiedener normaler und Tumorzellen mit Kristallviolettlösungen steigender Konzentrationen gefärbt. Die mit einem integrierenden Mikrodensitometer gemessene Farbbindung wurde mit dem Gesamt-DNS-Gehalt verglichen.

• 2. Die Darstellung der DNS in normalen und Tumorzellkernen mit dem basischen Farbstoff Kristallviolett bei pH 3,2 nach RNS-Extraktion beruht auf einer salzartigen Bindung. Die Kristallviolettfärbung der Zellkerne ist deren DNS-Gehalt direkt proportional.

• 3. Ausnahmen machten Spermienkerne und pyknotische Zellkerne, bei denen die Farbstoffaufnahme geringer ist, als es dem DNS-Gehalt dieser Kerne entspricht.

• 4. Die Anlagerung des Kristallviolett an die DNS vollzieht sich nach Art eines Ionenaustausches. Sie dürfte bei den Spermienkernen durch das stark basische Protamin und besondere räumlich-strukturelle Verhältnisse, bei pyknotischen Kernen durch veränderte sterische Bedingungen und kompetitiv wirkende kleinere Histonbruchstücke beeinträchtigt sein.

• 5. Die Möglichkeiten der DNS-Darstellung mit Kristallviolett stimmen mit denen des basischen Farbstoffs Gallocyaninchromalaun überein, obwohl Struktur und Eigenart der beiden Farbstoffe und ihrer Bindung an die Phosphatgruppen verschieden sind.

• 6. Die Frage nach den intravitalen DNS-Histon-Bindungsverhältnissen erscheint nach den mitgeteilten Ergebnissen mit morphologischen zytophotometrischen Methoden der vorliegenden Art nicht lösbar.