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Der mitotische und endomitotische Kernzyklus beiAllium carinatum. I. Struktur, Volumen und DNS-Gehalt der Kerne

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Zusammenfassung

In den Meristemen und sich differenzierenden Geweben der Wurzel und des Blattes vonAllium carinatum wurden an denselben Zellkernen Chromatinstruktur, Volumen und DNS-Gehalt parallel untersucht. Sowohl während der mitotischen, als auch während der endomitotischen Interphase zeigt sich ein Unterschied in der Struktur zwischen Kernen im Stadium G1 und solchen in G2: Die in G1 locker verteilten, kleinen Euchromomeren werden größer und erfüllen in G2 regelmäßiger verteilt und dichter gelagert den Kernraum; die kompakten Chromozentren wachsen ebenfalls heran und verschmelzen zusätzlich zu Sammelbildungen, so daß ihre Anzahl in G2 verringert erscheint. Die Strukturänderungen während der S-Periode selbst sind schwieriger zu beurteilen, jedoch bleiben die Chromozentren sicher während der DNS-Replikation kompakt.

Im Zuge der mitotischen Prophase bzw. der Endomitose kommt es zu einer völligen Angleichung der euchromatischen und heterochromatischen Chromatinelemente im Zerstäubungsstadium (Z); seine Bedeutung liegt offenbar in der Trennung der Chromatiden. da unmittelbar nachher die für G1 charakteristische feinkörnige Struktur wiederhergestellt wird und auch die Chromozentren wieder verkleinert, aber vermehrt hervortreten (Stadium der Neu-Organisation, NO).

In der Mitose erscheinen im Anschluß daran, während der frühen Spiralprophase, Eu- und Heterochromatin vorerst wieder aneinander angeglichen (Stadium SpE), später kommt es aber infolge des asynchronen Spiralisationsverhaltens der heterochromatischen Abschnitte der Chromosomen zu einer neuerlichen Differenzierung (Stadium SpH), und erst in einem mittleren Prophasestadium sind die Chromosomen endgültig einheitlich stark spiralisiert (SpS).

Das Kernwachstum erfolgt sowohl im mitotischen als auch im endomitotischen Kernzyklus in drei Schühen: Der erste findet unmittelbar nach der mitotischen bzw. endomitotischen Telophase statt, der zweite nach der DNS-Synthese, der dritte kurz vor und während der mitotischen Prophase bzw. der Endomitose. Die Volumenzunahme zwischen G1 und G2 sowie zwischen G1 und der Zerstäubung sind im mitotischen Kernzyklus größer als im endomitotischen.

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Literaturverzeichnis

  • Alfert, M.: Quantitative cytochemical studies on patterns of nuclear growth. Leiden 1954 Symp. on Fine Structure of Cells. Groningen 1955.

  • Alfert, M., andH. A. Bern: Hormonal influence on nuclear synthesis. I. Estrogen and uterine gland nuclei. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.)37, 202–205 (1951).

    Google Scholar 

  • Alfert, M., H. A. Bern, andR. H. Kahn: Hormonal influence on nuclear synthesis. IV. Karyometric and microphotometric studies of rat thyroid nuclei in different functional states. Acta anatom.23, 185–205 (1955).

    Google Scholar 

  • Altmann, H.-W.: Der Zellersatz, insbesondere an den parenchymatösen Organen. Verhdl. Deutsch. Ges. Pathol.50, 15–51 (1966).

    Google Scholar 

  • Bachmann, K., andR. R. Cowden: Quantitative cytophotometric studies on isolated liver cell nuclei of the bullfrog,Rana catesbeiana. Chromosoma17, 22–34 (1965).

    PubMed  Google Scholar 

  • Benyush, V. A.: Dimensions of polyploid nuclei in isolated liver cells. Doklady Biol. Sci.175, 415–417 (1967).

    Google Scholar 

  • Besserer, Selma: Das Wachstum der Speicheldrüsen- und Epidermiskerne in der Larvenentwicklung vonChironomus. Biol. Zentralbl.75, 205–226 (1956).

    Google Scholar 

  • Bloch, D. P.: Histone differentiation and nuclear activity. Chromosoma: (Berl.)19, 317–339 (1966).

    Google Scholar 

  • Citoler, P., Karin Citoler, K. Hempel, Brigitte Schultze, undW. Maurer: Autoradiographische Untersuchungen mit zwölf H3- und fünf C14-markierten Aminosäuren zur Größe des nukleären und cytoplasmatischen Eiweißstoffwechsels bei verschiedenen Zellarten von Maus und Ratte. Z. Zellforschg.70, 419–448 (1966).

    Google Scholar 

  • Comings, D. E.: The duration of replication of the inactive X chromosome in humans based on the persistence of the heterochromatic sex chromatin body during DNA synthesis. Cytogenetics6, 20–37 (1967 a).

    PubMed  Google Scholar 

  • —: Sex chromatin nuclear size and the cell cycle. Cytogenetics6, 120–144 (1967 b).

    PubMed  Google Scholar 

  • Conger, A. D., andL. M. Fairchild: A quick-freeze method for making smear slides permanent. Stain Technol.28, 281–283 (1953).

    PubMed  Google Scholar 

  • Darlington, C. D., undL. F. La Cour: Methoden der Chromosomenuntersuchung. Stuttgart: Franckh 1963.

    Google Scholar 

  • Das, C. C., B. P. Kaufmann, andHelen Gay: Histone-protein transition inDrosophila melanogaster. I. Changes during spermatogenesis. Exper. Cell Res.35, 507–514 (1964).

    Google Scholar 

  • Das, N. K., andM. Alfert: Cytochemical studies on the concurrent synthesis of DNA and histone in primary spermatocytes ofUrechis caupo. Exper. Cell Res.49, 51–58 (1968).

    Google Scholar 

  • Doležal, Ruth, undElisabeth Tschermak-Woess: Verhalten von Eu- und Heterochromatin und interphasisches Kernwaehstum beiRhoeo discolor; Vergleich von Mitose und Endomitose. Österr. Bot. Z.102, 158–185 (1955).

    Google Scholar 

  • Erbrich, P.: Über Endopolyploidie und Kernstrukturen in Endospermhaustorien. Österr. Bot. Z.112, 197–262 (1965).

    Google Scholar 

  • Frenster, J. H., V. G. Allfrey, andA. E. Mirsky: Repressed and active chromatin isolated from interphase lymphocytes. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.)50, 1026–1032 (1963).

    Google Scholar 

  • Geitler, L.: Endomitose und endomitotische Polyploidisierung. Protoplasmatologia VI/C. Wien: Springer 1953.

    Google Scholar 

  • Geitler, L., undElisabeth Tschermak-Woess: Chromosomale Variation, strukturelle Hybridität und ihre Folgen beiAllium carinatum. Österr. Bot. Z.109, 150–167 (1962).

    Google Scholar 

  • Gerola, F. M.: Determinazioni cariometriche e citochimiche durante la profase della mitosi e della meiosi nelle angiosperme. Atti Accad. Naz. Lincei, Ser. VIII, Vol. 3, Ser. III, Fasc.5, 167–202 (1952).

    Google Scholar 

  • Grundmann, E.: Allgemeine Cytologie. Stuttgart: Thieme 1964.

    Google Scholar 

  • Grundmann, E., undG. Bach: Amitosen, Endomitosen und Mitosen naek, partieller Hepatektomie. Beitr. pathol. Anat.123, 144–172 (1960).

    PubMed  Google Scholar 

  • Grundmann, E., undH. Marquardt: Untersuchungen an Interphasekernen, des Wurzelmeristems vonVicia faba. I. Desoxyribosenukleinsäure-Gehalt und Größe der Kerne. Chromosoma6, 115–134 (1953).

    PubMed  Google Scholar 

  • Hasitschka-Jenschke, Gertrude: Das Längenverhältnis der eu- und heterochromatischen Abschnitte riesenchromosomenartiger Bildungen verglichen mit dem der Prophasechromosomen beiBryonia dioica. Chromosoma12, 466–483 (1961).

    PubMed  Google Scholar 

  • Heitz, E.: Das Heterochromatin der Moose, I. Jahrb. wiss. Bot.69, 762–818 (1928).

    Google Scholar 

  • —: Heterochromatin, Chromozentren, Chromomeren. Ber. Deutsch. Bot. Ges.47, 274–284 (1929).

    Google Scholar 

  • Howard, A., andS. R. Pelc: Synthesis of desoxyribonucleic acid in normal and irradiated cells and its relation to chromosome breakage. Heredity, Suppl.6, 261–273 (1953).

    Google Scholar 

  • Hsu, T. C.: Differential rate in RNA synthesis between euchromatin and heterochromatin. Exper. Cell Res.27, 332–334 (1962).

    Google Scholar 

  • Jakobj, W.: Die verschiedenen Arten des gesetzmäßigen Zellwachstums und chromosomale Beziehungen zu Zellfunktion, Umwelt, Krankheit, maligner Geschwulstbildung und innerem Bauplan. Wilh. Roux' Arch. Entw.-Mech. Organ.141, 584–692 (1942).

    Google Scholar 

  • Klinger, H. P., H. G. Schwarzacher, andJane Weiss: DNA content and size of sex chromatin positive female nuclei during the cell cycle. Cytogenetics6, 1–19 (1967).

    PubMed  Google Scholar 

  • Lennert, K.: Bildung und Differenzierung der Blutzellen, insbesondere der Lymphocyten. Verhdlg. Deutsch. Ges. Pathol.50, 163–213 (1966).

    Google Scholar 

  • Levan, A.: Cytological studies in theAllium paniculatum group. Hereditas23, 317–370 (1937).

    Google Scholar 

  • Lima-De-Faria, A., andHalina Jaworska: Late DNA synthesis in heterochromatin. Nature217, 138–142 (1968).

    Google Scholar 

  • List, A., jr.: Some observations on DNA content and cell and nuclear volume growth in the developing xylem cells of certain higher plants. Amer. J. Bot.50, 320–329 (1963).

    Google Scholar 

  • Littau, V. C., C. J. Burdick, V. G. Allfrey, andA. E. Mirsky: The role of histones in the maintenance of chromatin structure. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.)54, 1204–1212 (1965).

    Google Scholar 

  • Mäkinen, Y.: The mitotic cycle inAllium cepa, with special reference to the diurnal periodicity and to the seedling aberrations. Ann. Bot. Soc. “Vanamo”34, Nr. 6 (1963).

    Google Scholar 

  • Mendelsohn, M. L.: The two-wavelenght method of microspectrophotometry. II. A set of tables to facilitate the calculations. J. biophys. biochem. Cytol.4, 415–424 (1958).

    PubMed  Google Scholar 

  • Mittenecker, E.: Planung und statistische Auswertung von Experimenten. Wien: Deuticke 1963.

    Google Scholar 

  • Mittwoch, Ursula: Barr bodies in relation to DNA values and nuclear size in cultured human cells. Cytogenetics6. 38–50 (1967).

    PubMed  Google Scholar 

  • Moses, M. J., andJ. R. Coleman: Structural patterns and the functional organization of chromosomes. In:M. Locke: The role of chromosomes in development, 11–50. New York: Academic Press 1964.

    Google Scholar 

  • Müller, H.-A.: Die Chromozentren in den Leberzellkernen der Maus unter normalen und pathologischen Bedingungen. Ergebn. allg. Pathol. pathol. Anat.47, 143–185 (1966).

    Google Scholar 

  • Nagl, W.: Über Endopolyploidie, Restitutionskernbildung und Kernstrukturen im Suspensor von Angiospermen und einer Gymnosperme. Österr. Bot. Z.109, 431–494 (1962).

    Google Scholar 

  • —: Die SAT-Riesenchromosomen der Kerne des Suspensors vonPhaseolus coccineus und ihr Verhalten während der Endomitose. Chromosoma16, 511–520 (1965 a).

    Google Scholar 

  • —: Karyologische Anatomie der Samenanlage vonPinus silvestris. Österr. Bot. Z.112, 359–370 (1965 b).

    Google Scholar 

  • —: Mikrophotometrische DNS-Messungen an Interphase- und Ruhekernen sowie Mitosen in der Samenanlage vonPinus silvestris. Z. Pflanzenphysiol.56, 40–56 (1967).

    Google Scholar 

  • Oehlert, W.: Die Steuerung der Regeneration im mehrschichtigen Plattenepithel. Verhdlg. Deutsch. Ges. Pathol.50, 90–118 (1966).

    Google Scholar 

  • Oehlert, W., undBrigitte Schultze: Die Kerngröße als Ausdruck der synthetischen Aktivität des Kerns. Beitr. pathol. Anat.123, 101–113 (1960).

    PubMed  Google Scholar 

  • Patau, K.: Zur statistischen Beurteilung von Messungsreihen (eine t-Tafel), Biol. Zentralbl.63, 152–158 (1943).

    Google Scholar 

  • Patau, K.: Absorption microphotometry of irregular-shaped objects. Chromosoma5, 341–362 (1952 a).

    PubMed  Google Scholar 

  • —: The DNA content of nuclei in root tips ofRhoeo discolor. Abstract. Genetics37, 612 (1952 b).

    Google Scholar 

  • Patau, K., andD. Srinivasachar: The DNA-content of nuclei in the meristem of onion roots. Chromosoma10, 407–429 (1959).

    Google Scholar 

  • Patau, K., andH. Swift: The DNA-content (Feulgen) of nuclei during mitosis in a root tip of onion. Chromosoma6, 149–169 (1953).

    PubMed  Google Scholar 

  • Pelling, C.: Ribonukleinsäure-Synthese der Riesenchromosomen. Autoradiographische Untersuchungen anChironomus tentans. Chromosoma (Berl.)15, 71–122 (1964).

    Google Scholar 

  • Pera, F., undU. Wolf: DNS-Replikation und Morphologie der X-Chromosomen während der Syntheseperiode beiMicrotus agrestis. Chromosoma (Berl.)22, 378–389 (1967).

    Google Scholar 

  • Prescott, D. M., andM. A. Bender: Synthesis and behavior of nuclear proteins during the cell life cycle. J. Cell comp. Physiol.62, (Suppl.), 175–194 (1963).

    Google Scholar 

  • Rasch, R. W., Ellen M. Rasch, andJ. W. Woodard: Heterogeneity of nuclear populations in root meristems. Caryologia20, 87–100 (1967).

    Google Scholar 

  • Resch, A.: Untersuchungen über Kerndifferenzierung in peripheren Zellschichten der Sproßachse einiger Blütenpflanzen. Chromosoma5, 296–316 (1952).

    PubMed  Google Scholar 

  • Ris, H.: Ultrastructure of the cell nucleus. In: Funktionelle und morphologische Organisation der Zelle. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1963.

    Google Scholar 

  • Ruthmann, A.: Methoden der Zellforschung. Stuttgart: Franckh 1966.

    Google Scholar 

  • Schlichtinger, F.: Karyologische Untersuchungen an endopolyploiden Chromozentrenkernen vonGibbaeum heathii im Zusammenhang mit der Differenzierung. Österr. Bot. Z.103, 485–528 (1956).

    Google Scholar 

  • Schmid, W., D. W. Smith, undK. Theiler: Chromatinmuster in verschiedenen Zelltypen und Lokalisation von Heterochromatin auf Metaphasechromosomen beiMicrotus agrestis, Mesocricetus auratus, Cavia cobaya und beim Menschen. Arch. J. Klaus-Stiftung f. Vererbungsforschg. Sozialanthrop. u. Rassenhyg.40, 35–49 (1965).

    Google Scholar 

  • Šopova, M.: The pairing of chromosomes inAllium carinatum L. Ann. Fac. Sci. Univ. Skopje17/18, 95–103 (1966).

    Google Scholar 

  • Stowell, R. E.: Feulgen reaction for thymonucleic acid. Stain Technol.20, 45–58 (1945).

    Google Scholar 

  • Swartz, F. J.: The development in the human liver of multiple DNA classes and their relationship to the age of the individual. Chromosoma8, 53–72 (1956).

    PubMed  Google Scholar 

  • Swift, H.: Quantitative aspects of nuclear nucleoproteins. Int. Rev. Cytol.2, 1–76 (1953).

    Google Scholar 

  • Swift, H., andRuth Kleinfeld: DNA in grasshopper spermatogenesis, oogenesis and cleavage. Physiol. Zool.26, 301–311 (1953).

    Google Scholar 

  • Swift, H. andEllen, Rasch: Microphotometry with visible light. In:Oster, G., and A. W.Pollister: Physical techniques in biological research.III, pp. 353–400. New York, 1956.

    Google Scholar 

  • Tanaka, R.: H3-thymidine autoradiographic studies on the heteropycnosis, heterochromatin and euchromatin inSpiranthes sinensis. Bot. Mag. (Tokyo)78, 50–62 (1965).

    Google Scholar 

  • Taylor, J. H.: Autoradiography at the cellular level. In:Oster, G., andA. W. Pollister: Physical techniques in biological research. III. Cells and tissues, 545–576. New York: Academic Press 1956.

    Google Scholar 

  • —: Chromosome reproduction. Intern. Rev. Cytol.13, 39–73 (1962).

    Google Scholar 

  • —: The duplication of chromosomes. In: Probleme der biologischen Reduplication. Hrgbr.:P. Sitte. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1966.

    Google Scholar 

  • Taylor, J. H., P. S. Woods, andW. L. Hughes: The organization and duplication of chromosomes as revealed by autoradiographic studies using tritium labeled thymidine. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.)43, 122–128 (1957).

    Google Scholar 

  • Therman, Eeva: The effect of indole-3-acetic acid on resting plant nuclei. I.Allium cepa. Ann. Acad. Sci. Fenn., Ser. A/IV, Nr. 16 (1951).

  • Tiepolo, L., M. Fraccaro, Maj Hultèn, J. Lindsten, Anna Mannini, andPen-Ming L. Ming: Timing of sex chromosome replication in somatic and germ-line cells of the mouse and the rat. Cytogenetics6, 51–66 (1967).

    PubMed  Google Scholar 

  • Trosko, J. E., andS. Wolff: Strandedness ofVicia faba chromosomes as revealed by enzyme digestion studies. J. Cell. Biol.26, 125–135 (1965).

    PubMed  Google Scholar 

  • Tschermak-Woess, Elisabeth: Über chromosomale Plastizität bei Wildformen vonAllium carinatum und anderenAllium-Arten aus den Ostalpen. Chromosoma3, 66–87 (1947).

    Google Scholar 

  • —: Über die Phasen der Endomitose, Herkunft und Verhalten der „nuklealen Körper“ und Beobachtungen zur karyologischen Anatomie vonSauromatum guttatum. Planta44, 509–531 (1954).

    Google Scholar 

  • —: Karyologische Pflanzenanatomie. Protoplasma46, 798–834 (1956).

    Google Scholar 

  • —: Die DNS-Reproduktion in ihrer Beziehung zum endomitotischen Strukturwechsel. Chromosoma10, 497–503 (1959).

    PubMed  Google Scholar 

  • —: Strukturtypen der Ruhekerne von Pflanzen und Tieren. Protoplasmatologia V/1. Wien: Springer 1963.

    Google Scholar 

  • —: Der eigenartige Verlauf der I. meiotischen Prophase vonRhinanthus, die Riesenchromosomen und das besondere Verhalten der kurzen Chromosomen in Mitose, Meiose und hochendopolyploiden Kernen. Caryologia20, 135–152 (1967).

    Google Scholar 

  • Tschermak-Woess, Elisabeth, undRuth Doležal: Der Formwechsel des Heterochromatins im Verlauf der Mitose vonVicia faba. Österr. Bot. Z.103, 457–468 (1956).

    Google Scholar 

  • Tschermak-Woess, Elisabeth, undRuth Doležal-janisch: Rhythmisches Kernwachstum während der mitotischen Interphase vonVicia faba. Österr. Bot. Z.103, 588–599 (1956).

    Google Scholar 

  • —: Über das Chromosomen- und Kernwachstum in der Wurzel vonHaemanthus. Chromosoma9, 81–90 (1957).

    PubMed  Google Scholar 

  • Tschermak-Woess, Elisabeth, undGertrude Hasitschka: Veränderungen der Kernstruktur während der Endomitose, rhythmisches Kernwachstum und verschiedenes Heterochromatin bei Angiospermen. Chromosoma5, 574–614 (1953).

    PubMed  Google Scholar 

  • —: Über die endomitotische Polyploidisierung im Zuge der Differenzierung von Trichomen und Trichozyten bei Angiospermen. Österr. Bot. Z.101, 79–117 (1954).

    Google Scholar 

  • Van't Hof, J., andA. H. Sparrow: A relationship between DNA content, nuclear volume and minimum mitotic cycle time. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.)49, 897–902 (1963).

    Google Scholar 

  • Whitefield, J. F., andA. D. Perris: Dissolution of the condensed chromatin structures of isolated thymocyte nuclei and the disruption of deoxyribonucleoprotein by inorganic phosphate and a phosphoprotein. Exper. Cell Res.49, 359–372 (1968).

    Google Scholar 

  • Wilson, G. B., andJ. H. Morrison: The mitotic cycle and the ontogeny of neoplastic growth. Cytologia24, 43–49 (1959).

    Google Scholar 

  • Woodard, J., Ellen Rasch, andH. Swift: Nucleic acid and protein metabolism during the mitotic cycle inVicia faba. J. biophys. biochem. Cytol.9, 445–462 (1961).

    PubMed  Google Scholar 

  • Zakharov, A. F., andNatalia A. Egolina: Asynchrony of DNA replication and mitotic spiralization along heterochromatic portions of chinese hamster chromosomes. Chromosoma23, 365–385 (1968).

    PubMed  Google Scholar 

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Nagl, W. Der mitotische und endomitotische Kernzyklus beiAllium carinatum. I. Struktur, Volumen und DNS-Gehalt der Kerne. Österr bot Z 115, 322–353 (1968). https://doi.org/10.1007/BF01373312

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