Fluorescence banding pattern of the chromosomes of Microtus agrestis with a benzimidazol derivative

Summary The fluorescent banding pattern of the chromosomes of Microtus agrestis following staining with a benzimidazol derivative (Hoechst 33258) has been studied. All chromosomes allow easy identification because of their characteristic longitudinal differentiation. The X chromosomes of both sexes show intense fluorescence of the long arm and of a small proximal segment of the short arm, while the rest of the short arm reveals banding patterns. In the Y chromosome, the very short arm is nonfluorescent and the entire long arm shows bright fluorescence. Examination of the interphase nuclei of cultured fibroblasts suggests that the facultative and the constitutive heterochromatin fluoresce intensely only when strongly condensed. In contrast to some other species, in which heterochromatic chromosomal segments show a characteristic staining behaviour, i.e. either positive or negative, with the fluorochrome benzimidazol derivative, this compound behaves rather indifferently in the case of the heterochromatic contents in Microtus agrestis. The staining effects of the benzimidazol dye have also been compared with the various Giemsa and the Quinacrine staining techniques.

---

Zusammenfassung Bei Verwendung des Benzimidazol-Derivat Hoechst 33 258 läßt sich an den Chromosomen von Microtus agrestis ein Fluorescenz-Bandenmuster beobachten, das an den Autosomen eine Identifizierung der einzelnen Elemente ermöglicht. Die X-Chromosomen beider Geschlechter weisen eine starke Fluorescenz des linken Arms und eines kleinen proximalen Segments des kurzen Arms auf, während der übrige kurze Arm ein Bandenmuster zeigt. Am Y-Chromosom ist der gesamte lange Arm hell fluorescierend, sein sehr kleiner kurzer Arm bleibt ungefärbt. Die Untersuchung von Interphasekernen in vitro kultivierter Fibroblasten spricht dafür, daß die Fluorescenz des konstitutiven und fakultativen Heterochromatins überwiegend auf seiner etwas stärkeren Kondensation beruht. Während das Benzimidazol-Derivat bei andren Species das konstitutive Chromatin elektiv entweder durch positive oder durch negative Fluorescenz darstellt, verhält es sich bei Microtus agrestis indifferent.

---

---

Supported by Alexander von Humboldt Foundation.     

Studies of multipolar mitoses in euploid tissue cultures

In tissue cultures of male Microtus agrestis, diploid mitoses with two X or two Y chromosomes were found. For identifiying the sex chromosomes in nonhypotonioally treated mitoses, the asynchrony of DNA replication of the sex chromosomes of both sexes was used. The constitutive heterochromatin of Y replicates later in the S period than X, and X₂ of the female replicates later than X₁. Autoradiographic studies of tetraploid tripolar mitoses showed that the diploid daughter nuclei contain either XX or YY in the male; in the female, X₁X₂ daughter nuclei were found less frequently than X₁X₁ and X₂X₂ cells.     

Die DNS-Synthese in den Chromosomen von Rattus norvegicus während der letzten Stunde der S-Phase

Zusammenfassung An fetalen Zellen der Laborratte wurde der Einbau von ³H-Thymidin in einzelne Chromosomensegmente nach Dauermarkierung quantitativ mittels Kornzählung untersucht. Der ausgewertete Zeitraum umfaßt die letzten 60 min der S-Phase. In diesem Intervall wurde ein distinktes Muster der DNA-Synthese auf den einzelnen Chromosomenabschnitten beobachtet (X-bis Z-Phase). Sehr hohe Syntheseaktivitäten zeigen die Satelliten der Chromosomenpaare Nr. 3 und Nr. 19 sowie die kurzen Arme der Paare Nr. 13 und Nr. 14. Die Aktivitätsmuster der Autosomen stimmen in beiden Geschlechtern im Wesentlichen überein.Das Y-Chromosom ist spät-replizierend und hat auch in der Z-Phase noch einen signifikant erhöhten ³H-Thymidineinbau. Die X-Chromosomen der Ratte sind, entgegen früheren Vermutungen anderer Autoren, nicht die längsten Chromosomen der Gruppe XX, 4–10, sondern das 5. Paar dieser telocentrischen Chromosomen. Mittels Heterochromatinfärbung konnte dieser Befund bestätigt werden.

---

DNA Synthesis in the chromosomes of Rattus norvegicus during the Last Hour of the S-Phase

A quantitative analysis of DNA synthesis by means of grain counting after continuous labeling was made on female and male cells of the laboratory rat. Mitoses labeled in the last hour of the S-phase were analysed and the activity sites over individual chromosome segments were plotted. — A non-random distribution of label was detected in this final interval. Very high synthesis activities were observed on the satellites of chromosome No. 3 and No. 19 as well as on the short arms of No. 13 and No. 14. The labeling patterns of the autosomes are corresponding for both sexes. — The Y chromosome is late replicating and shows a relatively heavy label even in the Z interval. In consequence of the labeling pattern in female cells it was concluded that the X chromosomes are not the longest of their group of telocentric chromosomes. In cells exposed to ³H-thymidine during the X and Y interval a prominently labeled putative X chromosome was observed standing between 8th and 10th position in group XX, 4–10. This is in coincidence with results obtained by heterochromatin staining.

     

Dicentric and monocentric Robertsonian translocations in man

Summary 5 balanced Robertsonian translocations in man were identified by fluorescence studies. Orcein staining showed two distinct centromeres in 4 of these cases (tdic(13;13), tdic(13;14), tdic(15;21), tdic(21;22)) indicating breaks in the short arms of the involved chromosomes. The dicentric translocation chromosomes were rather stable but monocentrics were noticed in each case. Fluorescence- and measurement studies seemed to indicate that an invisible centromere and part of the short arms were present in these monocentric chromosomes. One case, t(14q21q), was monocentric in all metaphase plates but measurement studies were very suggestive of a visible 21 centromere and incorporation of the invisible 14 centromere (and short arm material) in the long arm of the translocated 14 chromosome, indicating that this translocation originally might have been a real dicentric. Heterochromatin staining was carried out in all cases. The tdic(15;21) showed 6 heterochromatin blocks; 2 of these blocks were probably satellites from chromosome No. 21, visible too in fluorescence. The 4 other translocations showed 4 separated blocks. No differences were observed between monocentrics and dicentrics supporting the theory of a preserved, but invisible centromere in monocentrics.

---

Zusammenfassung 5 balancierte humane Translokationen vom Robertson-Typ wurden durch Fluorescenzuntersuchungen identifiziert. Die Orceinfärbung zeigte in 4 dieser Fälle 2 distinkte Zentromere (tdic(13;13), tdic(13;14), tdic(15;21), tdic(21;22)). Dieser Fund ließ es als wahrscheinlich erscheinen, daß der Bruch am kurzen Arm der involvierten Chromosomen stattgefunden hatte. Die dizentrischen Translokationschromosomen waren verhältnismäßig stabil. Es wurden doch monozentrische Chromosomen in allen Fällen beobachtet. Eine Kombination von Fluorescenzuntersuchung und Messung der Chromosomen machte es wahrscheinlich, daß auch in diesen monozentrischen Chromosomen ein unsichtbares Zentromer und Teile der kurzen Arme vorhanden sind. Eine (14q21q)-Translokation hatte in allen Metaphasen nur ein Zentromer. Messungen jedoch deuteten an, daß das 21-Zentromer sichtbar war, daß aber das 14-Zentromer und Material der kurzen Arme am langen Arm des translozierten 14-Chromosoms inkorporiert waren. Das Translokationschromosom ist möglicherweise ursprünglich ein dizentrisches Chromosom gewesen. In allen Fällen wurde eine Heterochromatinfärbung ausgeführt. Die tdic(15;21) hatte 6 Heterochromatinblöcke. 2 davon waren wahrscheinlich die Satelliten des Chromosoms Nr. 21, die auch bei der Fluorescenzmikroskopie sichtbar waren. Die 4 anderen Translokationen hatten 4 separate Blöcke. Monozentrische und dizentrische Chromosomen zeigten hier keinen Unterschied, was die Theorie unterstützt, daß die Zentromere im monozentrischen Chromosomen erhalten, aber unsichtbar sind.

     

Cytologische und cytogenetische Untersuchungen an Hirntumoren

Zusammenfassung Die cytogenetische Untersuchung einer Reihe von 40 kurzzeit-gezüchteten menschlichen Meningeomen ergab als Hauptbefund den Verlust eines kleinen akrozentrischen Chromosoms der Gruppe 21–22 bei 32 Tumoren. 6 Tumoren hatten einen offensichtlich normalen Chromosomensatz, 2 Tumoren eine numerische Chromosomenveränderung ohne Beteiligung eines G-Chromosoms.Bei 18 Meningeomen war der G-Chromosomenverlust die einzige Veränderung; sie bestand entweder bei allen untersuchten Mitosen oder neben einer zusätzlichen normalen Zellinie. Histologisch entsprach diese Gruppe dem typischen endotheliomatösen Meningeom mit unterschiedlich ausgeprägten Sekundärstrukturen und regressiven Veränderungen.Bei 14 Tumoren fehlten neben dem fehlenden G-Chromosom 1–5 weitere Chromosomen; der jeweilige Karyotyp war dabei für den betreffenden Tumor konstant. Die Gruppe mit 44-43 Chromosomen entsprach histologisch überwiegend einem fibromatösen Meningeom, diejenige mit 42-40 Chromosomen einem atypischen endotheliomatösen Meningeom. Tumoren mit mehr als 46 und weniger als 40 Chromosomen fehlten in unserem Material. Bei einigen Meningeomen existierte eine Stammlinie mit einem deletierten Chromosom, in der Regel waren jedoch strukturelle Veränderungen selten. Es konnte lediglich eine Tendenz zur Assoziation von Zentromeren und Telomeren nachgewiesen werden, wobei gelegentlich die Unterscheidung von dizentrischen Chromosomen nicht mehr möglich war.Es wird auf die Ähnlichkeit zwischen dem Befund des Ph¹-Chromosoms bei der chronischen myeloischen Leukämie und der G-Monosomie bei den Meningeomen hingewiesen, sowie auf die Tatsache, daß bei Virusinfektion menschlicher Zellkulturen oft als initiale Veränderung der Verlust eines G-Chromosoms zu verzeichnen ist. Es wird die Möglichkeit diskutiert, daß diese Chromosomenveränderung eine unlimitierte Zellvermehrung induziert.

---

Cytological and cytogenetical studies on brain tumors I. The chromosome aberrations of human menigiomas

Summary The chromosomal investigation of a series of 40 short term cultured human meningiomas revealed as main finding the loss of a short acrocentric chromosome of the 21–22 group in 32 tumors. 6 tumors had an apparantly normal chromosome complement, 2 tumors had a numerical chromosome aberration without G-chromosome loss involved.In 18 meningiomas the G-chromosome loss was the only finding either in all mitoses investigated or besides a normal accessory cell line. Histologically this group corresponded with the typical endotheliomatous meningioma with more or less secondary structures and regressive alterations.14 tumors showed a loss of 1–5 chromosomes besides the missing G-group chromosome, but without variation of the karyotypes. The group with 44-43 chromosomes corresponded histologically mostly with a fibromatous meningioma, the group with 42-40 chromosomes with an atypical endotheliomatous meningioma. Tumors with more than 46 and less than 40 chromosomes were absent. In some meningiomas a stemline with a deleted chromosome could be found, but in general structural aberrations were few. Only a tendency to centromere and telomere associations, occasionally not distinguishable from dicentric chromosomes, has been found.The similarity between the Ph¹-chromosome in chronic myelogenic leukemia and the G-monosomy in the meningiomas as possible inducer of unlimited cell propagation was discussed. Furthermore the attention was drawn to the often found initial G-chromosome loss in human virus infected cell cultures.

---

---

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

---

Mit technischer Assistenz von Jutta Winkler und W. Kofler.     

Homozygous duplication on long arm of chromosome pair no. 1

Summary In members of a family it was found, that the long arms from one or both chromosomes A₁ are lengthened. The elongation of the chromosomes was caused by duplication of the paracentric region as shown by Giemsa banding pattern.

---

Zusammenfassung Bei mehreren Mitgliedern einer Familie wurde eine Verlängerung der langen Arme eines oder beider Chromosomen A₁ beobachtet. Dem Giemsa-Bändermuster zufolge dürfte eine Duplikation des zentromerennahen Abschnittes vorliegen.

     

Presumed disturbance of a nucleolus organizer in man: Chromosome 13qs and monosomy 15 mosaicism

Summary Cytogenetic studies on lymphocyte and fibroblast cells from a 4 years old girl with mental impairment and multiple anomalies suggestive of a chromosomal disorder showed 2 cell-lines: all lymphocytes and 40% of the fibroblasts examined exhibited a bisatellited chromosome No. 13, and an otherwise normal karyotype. In the remaining fibroblasts a chromosome No. 15 was missing and only an early replicating minute centric fragment was present. The sequence of possible events for interpreting the child's complement as the result of a disturbance at the nucleolus organizer of chromosome 15 short arm is presented, and comparison is made with other published cases of bisatellited acrocentric chromosomes.

---

Zusammenfassung Cytogenetische Untersuchungen an Lymphocyten- und Fibroblasten-kulturen eines 4jährigen retardierten und mißgebildeten Mädchens ergaben 2 Zellinien. Alle untersuchten Metaphasen der Lymphocytenkultur und 40% der Fibroblasten zeigten ein Chromsom 13 mit Satelliten am kurzen und am langen Arm bei sonst normalem Karyotyp. In den übrigen Fibroblastenmetaphasen fehlte ein Chromosom 15; statt dessen fand sich ein kleines metazentrisches, frühreplizierendes Fragment. Ausgehend von einer hypothetischen primären Störung im Bereich des Nucleolusorganisators auf dem kurzen Arm des Chromosoms 15 wird die mögliche Entstehung der Chromosomenkonstellation mit ihrer Konsequenz für den kindlichen Phänotyp diskutiert. Literaturfälle mit Satellitentranslokationen auf die langen Arme akrozentrischer Chromosomen werden einbezogen.

     

Localization of genes on human chromosomes by studies of human-Chinese hamster somatic cell hybrids

Summary About 75 man-Chinese hamster hybrid clones were analysed for their human chromosome complement and simultaneously tested for human enzyme markers. Correlation of the presence of chromosomes and enzyme activity revealed assignments of the PGD linkage group to chromosome 1, ME₁, PGM₃ and IPO-B to 6, LDH-A to 11, LDH-B to 12 and IPO-A to 21.The assignment of PGM₃ puts the HL-A loci on chromosome 6. Segregation of the enzymes of the PGD linkage group was demonstrated in a clone which had retained a deleted chromosome 1. Subclones of this line indicate that the loci for PGD and PGM₁ are situated on the short arm or proximal part of the long arm of 1 and the locus for Pep-C on the long arm.

---

Zusammenfassung Etwa 75 Hybrid-Zellklone Mensch/Chinesischer Hamster wurden in bezug auf den menschlichen Anteil ihres Chromosomensatzes analysiert und gleichzeitig auf menschliche Enzym-Marker untersucht. Die Korrelation zwischen Anwesenheit von Chromosomen und Enzym-Markern ließ die Folgerung zu, daß die PGD-Koppelungsgruppe auf Chromosom 1, ME₁, PGM₃ und IPO-B auf Nr. 6, LDH-A auf 11, LDH-B auf 12 und IPO-A auf Chromosom 21 gelegen ist.Die Lokalisation von PGM₃ läßt die Folgerung zu, daß auch die HL-A-loci auf Chromosom 6 lokalisiert sind. Aufspaltung der Enzyme der PGD-Koppelungsgruppe konnte an einem Klon dargestellt werden, der ein deletiertes Chromosom 1 enthielt. Die Subklone dieser Linie zeigen, daß die loci für PGD und PGM₁ auf dem kurzen Arm oder dem proximalen Teil des langen Arms von Chromosom Nr. 1 liegen, während der locus für Pep-C auf dem langen Arm gelegen ist.

     

Die Chromosomen der Ciliaten

Zusammenfassung Bei Colpidium campylum treten in der I. meiotdischen Prometa- und Metaphase typische Chromosomentetraden auf, die sich in der I. Anaphase in gewohnter Weise in Dyaden teilen, während lin der II. Anaphase die Chromatiden getrennt werden. Grundsätzlich ähnlich verhält sich Euplotes charon und wahrscheinlich Vorticella sp.In den somatischen Mitosen sind die Chromosomen völlig maskiert oder wahrscheinlich als distinkte morphologische Gebilde ülberhaupt nicht vorhanden (wohl aber müssen ihre Chromonemen, wenn auch abweichend spiralisiert, vorhanden sein). Was in der Literatur als Chromosomen bezeichnet wurde, sind keine Chromosomen, sondern Chromosomenaggregate. Ihre Entstehung läßt sich besonders deutlich bei Oxytrichiden verfolgen. Bei anderen Arten zeigen die postmeiotische Teilung und die metagamen Teilungen ein intermediäres Verhalten zwischen Meiose und somatischer Mitose und vermitteln so das Verständnis der für sich allein kaum richtig interpretierbaren somatischen Mitose. Die abweichenden chromosomalen Verhältnisse in der somatischen Mitose lassen sich weiters unter Zuhilfenahme einer besonderen Spindelmechanik und sonstiger beobachtbarer Umstände in bestimmter Weise deuten.Diese Verhältnisse finden sich grundsätzlich bei allen echten Ciliaten wieder. Bei Chilodon uncinatus sind jedoch auch die meiotischen Chromosomen maskiert. Die in der Literatur angegebenen Zahlen 2 bzw. 4 beziehen sich nicht auf Chromosomen, sondern auf Chromosomenaggregate, deren Zahl ebensowenig wie bei anderen Ciliaten konstant ist.Vergleichende stichprobenweise Beobachtungen an anderen Ciliaten zeigen, daß die Ergebnisse für alle gelten: in der somatischen Mitose treten keine Chromosomen auf. Die bisher als Chromosomen bezeichneten Gebilde sind nicht die Chromosomen; ihre leicht beobachtbare Querteilung stellt daher kein Problem dar. Dien Schlüssel zum Verständnis liefert in allen Fällen die Meiose, von der aus die Mitose zu interpretieren ist.Die Ciliatenkerne, im besonderen auch die Makronuklei, zeigen hinsichtlich der Ausbildung von Eu- und Heterochromatin und hinsichtlich der nuklealen Färbbarkeit starke Unterschiede, deren genauere Untersuchung vermutlich sehr aufschlußreich wäre.     

Verteilung strahleninduzierter Brüche auf den Geschlechtschromosomen von Microtus agrestis

Zusammenfassung Fibroblastenkulturen von weiblichen und männlichen Tieren der Erdmaus Microtus agrestis wurden mit Röntgenstrahlen von 250 R bestrahlt, um Aufschluß über Verteilung und Häufigkeit strahleninduzierter Chromosomenaberrationen im Eu- und Heterochromatin zu erhalten, und zwar insbesondere unter dem Aspekt der Selektion über einen längeren Zeitraum. Die Kulturen wurden zwischen 12 Std und 42 Tagen nach Bestrahlung abgebrochen. An Chromosomenaberrationen fanden sich dizentrische Chromosomen, Ringchromosomen und Deletionen. Die Aberrationsraten waren 12 Std nach Bestrahlung mit 31,5% beim Weibchen und 25,9% beim Männchen gegenüber 1,9% in den Kontrollkulturen deutlich erhöht. Diese Raten sanken während des weiteren Beobachtungszeitraums langsam ab.Die Lokalisation der Brüche ergab 12 Std nach Bestrahlung eine annähernd gleichmäßige Verteilung über das gesamte Chromosom; zu späteren Beobachtungszeitpunkten bilden sich über einzelnen Chromosomenabschnitten Bruchmaxima aus. Faßt man jeweils die Brüche auf den euchromatischen und heterochromatischen Abschnitten zusammen, so ergibt sich 12 Std nach Bestrahlung ein Bruchverhältnis von Euchromatin zu Heterochromatin wie 1:3, was umgerechnet auf gleiche Längenanteile wiederum einer Zufallsverteilung entspricht. Mit fortschreitender Kulturdauer sinken die Bruchraten im Euchromatin sehr viel rascher ab als im Heterochromatin, was zu einer deutlichen Verschiebung des Bruchverhältnisses zugunsten des Heterochromatins führt. Beim Weibchen liegt das Verhältnis, bezogen auf gleiche Längenanteile, nach 42 Tagen bei 1:4,5 und beim Männchen nach 23 Tagen bei 1:5,7.Dieser Selektionsvorteil von Zellen mit Chromosomenbrüchen im Heterochromatin gegenüber im Euchromatin geschädigten Zellen bestätigt die These, daß der Verlust heterochromatischer Abschnitte nicht zu einer Beeinträchtigung der Zellfunktion führen muß, d. h., daß das Heterochromatin für die Funktion der Zelle nur eine untergeordnete Rolle spielt.

---

Distribution of radiation-induced breaks in the sex chromosomes of Microtus agrestis

Summary Fibroblast cultures from male and female field voles, Microtus agrestis, were exposed to an x-irradiation of 250 R in order to obtain data on the distribution and frequency of radiation-induced chromosome aberrations in eu- and heterochromatin, especially under the aspect of selection over a longer period of observation. The cultures were harvested between 12 h and 42 days after exposure. Chromosonal aberrations, such as dicentrics, rings and deletions, were observed in the following frequencies: 12 h after irradiation 31,5% in female and 25,9% in male cultures against only 1,9% in the control cultures. Further observation exhibited a slow decrease in the percentage of aberrations.The localisation of the breaks (deletions) 12 h after irradiation showed an approximately random distribution over the whole chromosome. At the later observation period the development of breakage maxima on some chromosome parts was observed. Compiling the breaks in the euchromatic and heterochromatic regions respectively a breakage ratio of 1:3 was observed 12 h after irradiation; this, when related to equal proportions of chromosomal length, corresponds again to a random distribution. At the later observation period cells with breaks in the euchromatin disappear much faster than cells damaged in the heterochromatin, which alters the breakage ratio in favor of the heterochromatin 42 days after irradiation, the female shows a ratio of 1:4,5 (again related to equal parts of chromosomal length); the male shows a ratio of 1:5,7, 23 days after irradiation.This selective advantage of cells with chromosome breaks in the heterochromatin over cells damaged in the euchromatin confirms the hypothesis, that loss of heterochromatic portions of a chromosome must not lead to impairment of cell growth, i.e., the heterochromatin plays only a subordinate role in the cell function.

---

---

Wesentliche Teile dieser Arbeit wurden von Herrn Claus Waldenmaier als Dissertation der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg i. Br. vorgelegt.     

Struktur und Position der heterochromatischen Chromosomen in Interphasekernen von Microtus agrestis

Zusammenfassung In Gehirnzellen und Nierenepithelkulturen der Erdmaus, Microtus agrestis, wurden Struktur und Position der Interphasechromozentren untersucht. Die Chromozentren, die von den heterochromatischen Abschnitten der Riesen-Geschlechtschromosomen gebildet werden, erscheinen in Nervenzellen kompakt, in Nierenepithelkulturzellen von unterschiedlichem Kondensationszustand, der vom Zellzyklus unabhängig ist.In Gehirnausstrichen finden sich in 2/3 der Kerne 2 Chromozentren, in 1/3 ein einziges, doppelt großes Chromozentrum, das durch Fusion entstanden ist. Untersuchungen an in Orcein-Essigsäure suspendierten Gehirnzellen zeigen, daß in 88% der Kerne mit fusionierten Chromozentren das Chromozentrum an der Kernmembran, in 12% frei im Kerninneren liegt. In Kernen mit 2 isolierten Chromozentren liegen diese immer an der Kernmembran.Messungen des Abstandes der (in diploiden Kernen) 2 Chromozentren ergeben, daß die Chromozentren 2 Positionen bevorzugen: die Fusion zu einem doppelt großen Chromozentrum und die genau gegenüberliegende Position. Die Verteilung der Abstände deutet auf die Möglichkeit hin, daß sich zumindest die heterochromatischen Chromosomen von einem gewissen Schwellenabstand an somatisch paaren.Eine völlige Übereinstimmung der Position der Chromozentren in Schwesterkernen läßt sich sowohl bei einkernigen getrennten Schwesterzellen als auch in zweikernigen Zellen, die aus einer einkernigen Mutterzelle hervorgegangen sind, beobachten.

---

Structure and position of heterochromatic chromosomes in interphase nuclei of Microtus agrestis

Summary Structure and position of chromocenters in interphase nuclei of Microtus agrestis (brain tissue and cultured kidney epithelial cells) were investigated. The chromocenters derived from heterochromatic portions of the very large sex chromosomes appear to be compact in nerve cells and variably condensed in cultured kidney epithelial cells. This variation in condensation is independent of the cell cycle.In smear preparations of brain tissue two thirds of the nuclei contain two chromocenters, whereas one third of the nuclei show one double sized chromocenter, presumably a fusion of two. Suspensions of nerve cells in orcein-acetic acid show that the large fused chromocenters are attached to the nuclear membrane in 88% of the nuclei with one chromocenter. If two isolated chromocenters are present they are always localized adjacent to the nuclear membrane.Measurements of the distance between the two chromocenters show a prevalence of two types of positions: a fusion to a double sized chromocenter and a vis-a-vis position. The frequency distribution of the distances suggest a tendency of somatic pairing of the heterochromatic chromosomes if they come close enough together.In mononucleated sister cells and in sister nuclei of binucleated cells derived from a mononucleated mother cell the position of the chromocenters is identical in the two nuclei.

---

---

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Inter- und intrachromosomale Verteilung von Chromatidtranslokationen nach Einwirkung von Trenimon auf menschliche Leukocyten in vitro

Zusammenfassung 250 Trenimon-induzierte Chromatidtranslokationen wurden bezüglich ihrer Konfiguration, der Beteiligung der einzelnen Chromosomen bzw. Chromosomengruppen und der Lage der Austauschstellen analysiert. Cis- und trans-Konfiguration (= asymmetrische und symmetrische Translokation) traten in etwa der gleichen Häufigkeit auf, ebenso vollständige und unvollständige Reunion der Bruchflächen. Sowohl die inter- als auch die intrachromosomale Verteilung der Austauschstellen war nicht zufallsgemäß. Homologe Chromosomen waren häufiger an Austauschfiguren beteiligt als nach den relativen Längenanteilen zu erwarten war. Die Chromosomen 6-12+X, 16 und 21+22 nahmen häufiger, die Chromosomen 2–5 seltener am Austausch teil, als erwartet. Die Austauschstellen waren sehr häufig in den proximalen Chromosomenabschnitten (incl. Centromer) sowie in den kurzen Armen der Chromosomen 13–15 und 21+22 lokalisiert.

---

Inter- and intrachromosomal distribution of chromatid translocations in human leukocytes after in vitro treatment with trenimon

250 chromatid interchanges induced by Trenimon were analyzed relative to their configuration, the participation of certain chromosomes or chromosome groups and the localization of the exchange points. Cis- and trans-configuration (=asymmetrical and symmetrical interchanges) have been observed in identical frequency. The same was seen relative to complete and incomplete reunion of the breaks. The interchromosomal as well as the intrachromosomal distribution of the exchange points was non-random. Homologous chromosomes participated in interchanges at a higher level of frequency than expected from their relative length. Chromosomes No. 6–12 and X as well as 16 and 21+22 took part in interchanges more frequently and chromosomes No. 2, 3, 4 and 5 more rarely than expected. The exchange points were frequently observed in the proximal regions of the chromosomes (incl. centromere) as well as in the short arms of chromosomes No. 13–15 and 21+22.

     

Das Heterochromatin der Geschlechtschromosomen bei Heteropteren

Zusammenfassung Die Untersuchung von 16 Arten aus den FamilienLygaeidae, Pentatomidae, Capsidae undCorixidae ergibt, daß die Y-Chromosomen im Unterschied zu den X-Chromosomen somatisch heterochromatisch sind. Die Y-Chromosomen bilden in den polyploiden Somakernen in der Regel ein auffallendes Sammelchromozentrum; in gewissen Kernen bleiben sie getrennt. Die Sammelchromozentrenbildung beruht auf dem Unterbleiben des Auseinanderrückens der Tochterchromatiden in der Endoana- und Endotelophase (die Polyploidie entsteht allgemein auf dem Weg der Endomitose).Bei mehreren Arten sind die Geschlechtschromosomen SAT-Chromosomen (nukleolenkondensierende Chromosomen). Abgesehen von der meiotischen Prophase läßt sich die Beziehung zwischen Geschlechtschromosomen und Nukleolus besonders deutlich in den diploiden, durch Kernsaftvermehrung stark vergrößerten Ganglienkernen beobachten.Das relativ kleine unpaare X-Chromosom vonSyromastes marginatus ist nicht somatisch heterochromatisch. Dies stimmt zu der früher fürGerris- undVelia-Arten gegebenen Deutung, daß die somatische Heterochromasie der X-Chromosomen von ihrer Größe abhängt.Das Gesamtverhalten der Geschlechtschromosomen unter Berücksichtigung der bei den Dipteren herrschenden Verhältnisse legt die Annahme nahe, daß die Y-Chromosomen der Heteropteren nicht nur absolut, sondern auch relativ weniger Chromomeren als die somatisch euchromatischen X-Chromosomen enthalten. Es kann weiter angenommen werden, daß die Chromomeren den Formwechsel der Chromosomen beherrschen und daß im Fall der Heterochromasie das normale (euchromatische) Verhältnis von Chromomerenzahl und Chromosomenmasse zuungunsten ersterer verändert ist. Das Heterochromatin läßt sich also als phylogenetisch rudimentäre, an den wesentlichen Steuerungsorganellen, den Chromomeren, verarmte Chromosomensubstanz auffassen. Daß das Heterochromatin und im besonderen die somatische Heterochromasie der Heteropteren keine wesentliche physiologische Bedeutung besitzen kann, folgt auch aus dem Vergleich nahe verwandter Arten, wieGerris lateralis undGerris lacustris, deren X-Chromosomen einmal somatisch euchromatisch, das andere Mal heterochromatisch sind.Als Nebenergebnis werden Angaben über neue Chromosomenzahlen Familientypen und meiotische Anordnungen der Chromosomen mitgeteilt. In der Anaphase trennen sich die Chromatiden unter Parallel-verschiebung (parallel zur Äquatorebene), ohne daß die Wirksamkeit des Spindelansatzeserkennbar wird; daß ein Spindelansatz vorhanden ist, ergibt sich aus dem Verhalten in der meiotischen Anaphase.     

A phenotypic male with karyotype 45,X/45,X,ace+(?Yq-)

Summary A phenotypical normal 22-year-old male with the sex chromosome constitution 45,X/45,X,ace+(?Yq-) and an atypical endogenous depression has been studied. The chromosome aberration and the depression are most probably not aetiologically connected.The patient presented no physical signs of male Turner phenotype, except for short stature. His personality development was, however, in several ways similar to what is characteristic for females with Turner's syndrome and karyotype 45,X and he had some dermatoglyphic signs similar to females with Turner's syndrome.The cytogenetic findings in leucocytes as well as fibroblast cultures indicated that the small acentric chromosome fragment found in approximately half of the cells was made up of the short arms of a Y chromosome. The finding of only short arms Y chromosome in approximately half of the cells in a phenotypically normal male with testes of normal size supports indications from previous studies that the genes necessary for the development of testes are located in the short arms Y. The finding further indicates that if homologous gene loci for the short arms X are present in the Y chromosome, they must be located in the short arms, and deletion long arms Y is most probably not an aetiological factor in the development of the so-called male Turner phenotype.

---

Zusammenfassung Es wird ein phänotypisch normaler 22jähriger Mann mit der Geschlechtschromosomenkonstitution 45,X/45,X,ace+(?Yq-) und einer atypischen endogenen Depression beschrieben. Die Chromosomenaberration und die Depression stehen sehr wahrscheinlich in keinem ätiologischen Zusammenhang.Der Patient zeigte keine körperlichen Veränderungen im Sinne der männlichen Turner-Phänotype, mit Ausnahme von Kleinwuchs. Seine Persönlichkeitsentwicklung jedoch ließ sich in mehreren Punkten mit den Charakteristika, wie man sie bei Frauen mit Turner-Syndrom und der Karyotype 45,X sieht, vergleichen; und er hatte einige dermatoglyphische Zeichen, ähnlich wie bei Frauen mit Turner-Syndrom.Die cytogenetischen Untersuchungsergebnisse sowohl an Leukocyten als auch an Fibroblastenkulturen deuteten an, daß das kleine azentrische Chromosomenfragment, welches sich in ungefähr der Hälfte der Zellen fand, von den kurzen Armen des Y-Chromosoms gebildet wurde. Der Fund von lediglich den kurzen Armen des Y-Chromosoms in ungefähr der Hälfte der Zellen bei einem phänotypisch normalen Mann mit normaler Testisgröße unterstützt die Vermutungen vorangegangener Untersuchungen, daß die Gene, die für die Entwicklung der Testis notwendig sind, auf den kurzen Armen des Y-Chromosoms lokalisiert sind. Das Ergebnis der Untersuchung deutet weiterhin an, wenn homologe Genloci für die kurzen Arme X im Y-Chromosom vorhanden sind, diese auf den kurzen Armen lokalisiert sein müssen und daß eine Deletion der langen Arme des Y-Chromosoms sehr wahrscheinlich kein ätiologischer Faktor in der Entwicklung der sogenannten männlichen Turner-Phänotype ist.

     

Heterochromatin,repetitive DNS und Nukleolen in Leberzellen von Microtus agrestis

Zusammenfassung Die Zellstruktur von Leberzellen der Erdmaus, Microtus agrestis, wurde nach Giemsafärbung, Feulgenbehandlung, Behandlung mit Ribonuklease und nach Färbung des konstitutiven Heterochromatins untersucht. Das konstitutive Heterochromatin ist in Leberzellen nicht heteropyknotisch, das fakultative Heterochromatin ist im weiblichen Geschlecht als Sexchromatinkörperchen sichtbar. Bestimmungen des relativen DNS-Gehalts ergaben, daß die Zahl der Sexchromatinkörperchen der Ploidie der Zellkerne proportional ist. Die Nukleolen liegen in Hepatozyten oft randständig; in 59% der diploiden Zellkerne sind 2 Nukleolen enthalten. Nach Anfärbung der repetitiven DNS werden oft auch die Nukleolen gefärbt, nach Ribonukleasebehandlung tritt dieser Effekt nicht auf. Das konstitutive Heterochromatin wird in Form von 2 langen fädigen Strukturen sichtbar.

---

Heterochromatin, repetitive DNA and nucleoli in liver cells of Microtus agrestis

Summary The nuclear structure of parenchymal liver cells of embryo and adult Microtus agrestis was studied in smear and section preparations after staining with Giemsa solution and treatment according to Feulgen, after treatment with ribonuclease and after specific staining of constitutive heterochromatin. In liver cell nuclei only the facultative heterochromatin is heteropycnotic, a sex chromatin body is observable in female but not in male animals. Constitutive heterochromatin is not heteropycnotic in liver cells. Measurements of the relative DNA content showed that nuclei with one sex chromatin body are diploid; tetraploid nuclei possess two and octoploid nuclei four sex chromatin bodies. Solely in the diploid cell nuclei of the intrahepatic gall ducts two large chromocenters are found. The nucleoli in hepatocytes often lie at the perimeter of the nucleus. 17% of the diploid nuclei contain one nucleolus, 59% two nucleoli, 23% three and 1% four. After staining of repetitive DNA, the nucleoli often become stained as well; after treatment with ribonuclease this effect does not occur. The constitutive heterochromatin becomes visible in form of two long, threadlike structures. After longer periods of dissociation the sex chromatin body ceases to be visible. Sex chromatin and constitutive heterochromatin are contiguous to the nucleoli.

---

---

Mit dankenswerter Unterstützung durch das Bundesministerium für Bildung und Wissenschaft der Bundesrepublik Deutschland.     

On the distinction between chromosomes No. 21 and No. 22 by the C-banding pattern

Summary Chromosome No. 21 consistently shows a lighter C band at the centromere than chromosome No. 22, allowing reliable differentiation. This distinction was demonstrated in karyotypes with centric fusions t(Dq 21q), trisomy 21 and by comparing the C-and Q-band polymorphism of the short arms of the G chromosomes.

---

Zusammenfassung Chromosom 21 weist stets eine schwächere C-Bande am Zentromer auf als Chromosom 22, wodurch diese Chromosomen eindeutig unterscheidbar sind. Belegt wird dieser Befund durch Karyotypen mit zentrischer Fusion t(Dq21q), Trisomie 21, und durch einen Vergleich des C-und Q-Banden-Polymorphismus der kurzen Arme.

     

Labelling of human chromosomes with 3H-AMD

Summary This paper presents data on the pattern obtained by labelling in vitro with ³H-AMD human chromosomes from peripheral blood cultures. Preparations were divided into two experimental groups: 1. preparations labelled with ³H-AMD; 2. preparations treated with H₂SO₄ and labelled with ³H-AMD.The results show evidence of non-random grain distribution for some chromosomes and of differential intensity of labelling of chromosomes within some chromosome groups. Treatment with H₂SO₄ before labelling with ³H-AMD resulted in random distribution of grains along the chromosomes with disappearance of any labelling pattern. The same result was observed when preparations were stained with quinacrine dihydrochloride before labelling with ³H-AMD. These data suggest the existence of a differential distribution of proteins along the chromosomes.

---

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird die in vitro-Markierung von menschlichen Chromosomen mit ³H-Aktinomycin D (AMD) in Kulturen des peripheren Blutes beschrieben. Es handelt sich um zwei Versuchsgruppen: 1. Markierung der Präparationen mit ³H-AMD; 2. Markierung der Präparationen mit ³H-AMD nach Vorbehandlung mit Schwefelsäure.Bei diesen Versuchen ergaben sich Hinweise auf eine nichtzufallsmäßige Kornverteilung auf einigen Chromosomen und auf differentielle Markierungsmuster in den Chromosomen einiger Chromosomengruppen. Diese Markierungsmuster wurden durch Vorbehandlung mit Schwefelsäure zerstört. Das gleiche Resultat wurde erhalten, wenn die Präparate vor der Markierung mit Chinakrin-Dihydrochlorid gefärbt wurden. Diese Ergebnisse lassen vermuten, daß die Proteine auf den Chromosomen ungleichmäßig verteilt sind.

     

Der Bau des Zellkerns vonNavicula radiosa und verwandten Arten und die präanaphasische Trennung von Tochtercentromeren

Zusammenfassung Navicula radiosa besitzt im Ruhekern ein sehr großes Sammelchromozentrum aus dichtem Heterochromatin. Der überwiegende Teil des Chromosomensatzes besteht aus Heterochromatin.Die Chromosomen sind deutlich zweiarmig und zeigen Centromerenmechanismus. Ein Arm oder beide Arme sind kurz knöpfförmig ausgebildet. In der Metaphase zeigt sich, entgegen dem sonst gewohnten Verhalten und der üblichen Auffassung von der Rolle der Centromeren, eine Art von anaphasischer Trennung der Ansatzstellen in auffallender Weise; auf ähnliche, anscheinend nicht beachtete andere derartige Fälle wird hingewiesen.Innerhalb der GattungNavicula tritt Heterochromatin in sehr verschiedenen Mengen auf. BeiNavicula gracilis ist nahezu der gesamte Chromosomensatz heterochromatisch.     

Chromosome studies in patients with ulcerative colitis

Summary Chromosome preparations from 16 patients with ulcerative colitis showed a significant increase in structural chromosome abnormalities as compared to controls. The most striking finding was the high incidence of breaks affecting both chromatids at the same locus (7.1% of mitoses in patients, 0.6% in controls). There was also an excess of chromatid breaks, gaps of one or both chromatids, acentric fragments and morphologically abnormal chromosomes. The possible causes of chromosomal breakage and the eventual relationship of this breakage to the high incidence of colon carcinoma in these patients are discussed.

---

Zusammenfassung Chromosomenpräparationen von 16 Patienten mit Colitis ulcerosa zeigten eine signifikante Vermehrung struktureller Chromosomenanomalien im Vergleich mit den Kontrollen. Das auffälligste Ergebnis war die hohe Häufigkeit von Isochromatidenbrüchen (7,1% der Mitosen bei Patienten, 0,6% bei Kontrollen). Chromatidenbrüche sowie gaps einer oder beider Chromatiden sowie azentrische Fragmente und morphologisch abnorme Chromosomen waren ebenfalls vermehrt. Die möglichen Ursachen der Chromosomenbrüchigkeit und ihre möglichen Beziehungen zu der hohen Häufigkeit des Coloncarcinoms bei diesen Patienten werden diskutiert.