Vergleichende lichtmikroskopische Untersuchungen von Banding und Schraubenstruktur in Chromosomen von Erythronium revolutum Smith

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1 Research Collection Doctoral Thesis Vergleichende lichtmikroskopische Untersuchungen von Banding und Schraubenstruktur in Chromosomen von Erythronium revolutum Smith Author(s): Ballmer, Stephan Publication Date: 1988 Permanent Link: Rights / License: In Copyright - Non-Commercial Use Permitted This page was generated automatically upon download from the ETH Zurich Research Collection. For more information please consult the Terms of use. ETH Library

2 14. Dez Diss. ETH Nr VERGLEICHENDE LICHTMIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNGEN VON BANDING UND SCHRAUBENSTRUKTUR IN CHROMOSOMEN VON ERYTHRONIUM REVOLUTUM SMITH ABHANDLUNG zur Erlangung des Titels eines Doktors der Naturwissenschaften der EIDGENOSSISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE ZÜRICH vorgelegt von STEPHAN BALLMER dipl. Natw. ETH geboren an von Basel Angenownen auf Antrag von: Prof. Dr. F. Ruch, Referent und Prof. Dr. G. Stranzinger, Korreferent 1988 CatE

3 62- V. Zusammenfassung Während der Mitose ist die DNA im kondensierten Metaphasen chromosom über verschiedene Kondensationsstufen ein Viel tausend-faches verpackt. In der vorliegenden Arbeit wurde die Struktur in der höch sten Kondensationsstufe mit Hilfe verschiedener lichtmikros kopischer Methoden untersucht: Interferenzkontrast, Phasen kontrast und Hellfeld. Besonderes Interesse galt dabei dem Vergleich der Struktur zwischen Euchromatin und Heterochromatin. Die Chromosomen von Erythronium revolutum Smith Sorte "Kondo" weisen alle breite AT-reiche heterochromatische Ban den auf. Diese wurden mit dem Fluorochrom Chromomycin A3 als ungefärbte Abschnitte auf den einzelnen Chromosomen darge stellt. Dank dem Antioxidans 2-Mercaptoethanol in Verbindung mit Glycerin konnte das Ausbleichen der Fluoreszenz von Chromo mycin A3 verzögert werden. Durch spezifische Vorbehandlung der Wurzelmeristeme mit Phosphatpuffer ph 8 und wässriger Ammoniaklösung konnte die höchste Kondensationsstufe in Form einer Schraube auf ein zelnen Abschnitten der Chromosomen dargestellt werden.

4 63- Auch durch Kältevorbehandlung konnte eine schraubenartige Struktur im Metaphasenchromosom gezeigt werden. Heterochromatin weist im Vergleich zu Euchromatin eine kom paktere Struktur auf, in welcher eine Schraube erst nach längerer Vorbehandlung andeutungsweise sichtbar wird. Mit grösster Wahrscheinlichkeit ist das Chromatin in der höchsten Kondensationsstufe im Metaphasenchromosom auf der ganzen Länge des Chromosoms in Form einer mehr oder weniger eng gerollten Schraube kondensiert.

5 64- SUMMARY During mitosis DNA in Condensed metaphase chromosomes is packed many thousendfold by means of many stages of condensation. In this study the highest level of condensation in which a coil shall exist was examined with help of various microscopic methods: Differential interference contrast, phase contrast and brightfield. Particular attention was paid to a possible difference in the structure between euchromatin and heterochromatin. The chromosomes of Erythronium revolutum variety "Kondo" all exhibit wide AT-rich heterochromatic bands. These bands were exhitet with the fluorochrome chromomycin A3 as uncolored sections on the Singles chromosomes. Thanks to the antioxidans 2-mercaptoethanol combined with glycerin it was possible to delay fading of chromomycin A3- fluorescence. Through specific pretreatment of root-meristemes with Sören sen phosphat buffer ph 8 and acqueous Solution of ammonia, it was possible to show the highest level on some parts of the chromosomes in form of coils. After cold pretreatment it was possible to show a more compact structure in wich a coil becomes visible.

6 -65- Heterochromatin has a more compacted structure than euchro matin. In heterochromatin a coil will be visible after a longer pretreatment. It can be assumed, that the chromatin in the highest level of condensation in the metapase chromosome, is Condensed in the form of coils along the whole chromosome.