Published February 1962
| Version v1
Book
Tritium and Autoradiography in Cell Biology
Creators
- 1. Departments of Botany and Zoology, Columbia University, New York, NY (United States)
Description
Because tritium emits low energy beta radiation, it is the most useful isotope for high resolution autoradiography. The relative abundance of hydrogen in most biologically important substances combined with a relatively short half-life allows the labelling of cellular components at specific activities that can often be detected at intracellular dimensions by the use of nuclear emulsions. The cells are attached to glass by various cytological procedures and after fixation a -wet or fluid photographic emulsion is applied directly to the cell surface and allowed to dry. After exposure the emulsion is developed while still in contact with the biological specimen. The preparation, an autoradiogram, when viewed under the light microscope shows the cellular structures and the location of the isotope with a resolution of less than 1 pm. In this way the distribution of tritium-labelled deoxyribonucleic acid (DNA) of individual chromosomes has been traced through two to three cell divisions. These studies were made possible by the preparation of tritiated thymidine which is a highly selective label for DNA and is quickly depleted when the cell is removed from the environment containing the labelled thymidine. The technique has yielded information on the mechanism of DNA replication, structure and reproduction of chromosomes, kinetics of cell division and more recently on the patterns and time sequence in the reproduction of different chromosomes in the same nucleus and the different parts of a single chromosome. All chromosomes studied so far contain two functional sub-units of DNA which are distributed in a semi-conservative fashion during reproduction. The two sub-units are unlike in some structural sense that limits the type of exchanges that may occur among the four sub-units of a reproducing chromosome. Present evidence on sequences leads to the hypothesis that chromosomes reproduce in a genetically controlled sequence. Further evidence on the patterns and mechanism of control of the sequence are being sought along with other related processes that involve the synthesis of chromosomal proteins and the other class of nucleic acids, ribonucleic acids. (author)
Abstract (French)
Du fait qu'il émet des rayons bêta de faible énergie, le tritium est l'isotope le plus utile pour l'autoradiographie à résolution élevée. Etant donné l'abondance relative de l'hydrogène dans la plupart des substances importantes du point de vue biologique et la période radioactive assez courte du tritium, on peut marquer des constituants cellulaires à des activités spécifiques qui sont souvent décelables au niveau intracellulaire à l'aide d'émulsions nucléaires. Les cellules sont fixées sur du verre par divers procédés cytologiques et, après fixation, on applique directement à la surface de la cellule une émulsion photographique, humide ou fluide, qu'on laisse sécher. Après exposition, l'émulsion est développée alors qu'elle se trouve encore en contact avec le spécimen biologique. Lorsque la préparation, qui constitue un autoradiogramme, est examinée au microscope, on peut observer les structures cellulaires et l'emplacement de l'isotope, avec une résolution inférieure à un micron. On a pu ainsi déterminer pendant deux ou trois divisions cellulaires la répartition de l'acide désoxyribonucléique (ADN) tritié de divers chromosomes. Ces études ont été rendues possibles par la préparation de thymidine tritiée qui est un indicateur hautement sélectif pour l'ADN et dont l'activité diminue rapidement lorsque l'on retire la cellule du milieu qui contient la thymidine marquée. On a également obtenu des renseignements sur le mécanisme de renouvellement de l'ADN, sur la structure et la reproduction des chromosomes, la cinétique de la division cellulaire et, plus récemment, sur les schémas et les phases de la reproduction des différents chromosomes d'un même noyau ainsi que sur les différentes parties d'un même chromosome. Dans tous les chromosomes étudiés jusqu'à présent on a constaté que deux des constituants de l'ADN étaient répartis d'une manière semi-régulière pendant la reproduction. Ces deux constituants présentent certaines différences de structure qui limitent le type des échanges qui peuvent se produire entre les quatre constituants d'un chromosome en voie de reproduction. Les données dont on dispose actuellement permettent de supposer que les phases de la reproduction des chromosomes sont régies par des facteurs génétiques. On cherche à obtenir d'autres données sur les schémas et sur le mécanisme de contrôle des phases ainsi que sur d'autres processus connexes qui impliquent la synthèse des protéines chromosomiques et de l'autre catégorie d'acides nucléiques, les acides ribonucléiques. (author)Abstract (Spanish)
El tritio constituye el isótopo más apropiado para alcanzar un elevado poder de resolución en autorradiografia, por emitir radiaciones beta de baja energía. La relativa abundancia del hidrógeno en la mayoría de las sustancias de importancia biológica, unida al período bastante breve del tritio, permiten marcar los componentes de las células con actividades específicas que a menudo pueden detectarse en dimensiones de orden intracelular con ayuda de emulsiones nucleares. Las células se fijan sobre un vidrio por diferentes procedimientos usados en citobiología; a continuación se aplica directamente a su superficie una emulsión fotográfica húmeda o fluida, que se deja secar. La emulsión se revela después de la exposición, cuando todavía se encuentra en contacto con la muestra. Examinando la preparación (una autorradiografia) al microscopio óptico, se pueden apreciar las estructuras celulares y la localización del isótopo, con un poder de resolución inferior a una miera. De este modo, se ha seguido a través de dos o tres generaciones celulares la distribución del ácido desoxirribonucleico (ADN) tritiado en los distintos cromosomas. Estos estudios pudieron realizarse gracias a la preparación de timidina tritiada, un marcador muy selectivo del ADN, cuya actividad disminuye rápidamente cuando la célula se extrae del medio que contiene la timidina tritiada. Por este procedimiento se ha obtenido información sobre el mecanismo de duplicación del ADN, la estructura y reproducción de los cromosomas, la cinética de la división celular y, más recientemente, sobre el régimen y orden cronológico de reproducción de diferentes cromosomas en el mismo núcleo y de las diferentes partes de un mismo cromosoma. Todos los cromosomas estudiados hasta ahora contienen dos fracciones funcionales de ADN que se distribuyen de manera aproximadamente uniforme durante la reproducción. Las dos fracciones son desiguales en cierto sentido estructural que limita el tipo de intercambios que pueden producirse entre las cuatro fracciones del cromosoma en reproducción. Los daios obtenidos sobre la cronología de esos fenómenos permiten suponer que los cromosomas se reproducen en un orden controlado genéticamente. En la actualidad se procura obtener más datos sobre el régimen y el mecanismo de control del orden en que se desarrollan los fenómenos, así como sobre otros procesos conexos, entre ellos la síntesis de proteínas cromosómicas y de otra clase de ácidos nucleicos, a saber, los ácidos ribonucleicos. (author)Abstract (Russian)
Poskol'ku tritij izluchaet beta-radiaciju nizkoj jenergii, on predstavljaet soboj naibolee poleznyj izotop, obespechivajushhij vysokuju razreshajushhuju sposobnost' pri radioavtografii. Otnositel'naja rasprostranennost' vodoroda v bol'shinstve biologicheski vazh- nyh veshhestv v sochetanii so sravnitel'no korotkim periodom poluraspada poz- voljaet metit' kletochnye komponenty pri udel'nyh aktivnostjah, kotorye za- chastuju mogut byt' obnaruzheny pri mezhkletochyh razmerah s pomoshh'ju jadernyh jemul'sij. Kletki prikrepljajutsja k steklu razlichnymi citologicheskimi meto- dami, i posle fiksacii mokraja ili zhidkaja fotojemul'sija prikrepljaetsja nepo- sredstvenno k poverhnosti kletki, posle chego ej dajut vozmozhnost' vysohnut'. Posle obluchenija jemul'sija projavljaetsja eshhe v kontakte s biologicheskim obrazcom. Preparat — radioavtogramma — pri rassmotrenii cherez svetovoj mikroskop pokazyvaet kletochnye struktury i raspredelenie izotopov s razreshajushhej sposobnost'ju menee odnogo mikrona. Takim obrazom udalos' prosledit' cherez dva-tri delenija kletki raspredelenie mechennoj tritiem dezoksiribonuklei- novoj kisloty (DNK) otdel'nyh hromosom. Jeti issledovanija okazalis' vozmozh- nymi v rezul'tate podgotovki tritirovannogo timidina, kotoryj jaljaetsja ves'- ma podhodjashhim metjashhim veshhestvom dlja DNK i bystro istoshhaetsja pri udalenii kletki iz sredy, soderzhashhej mechenyj timidin. Jetot metod dal informaciju o mehanizme vosstanovlenija DNK, strukture i razmnozhenii hromosom, kinetike delenija kletki i sovsem nedavno o sheme i po- sledovatel'nosti vo vremeni razmnozhenija razlichnyh hromosom v odnom i tom zhe jadre i razlichnyh chastjah odnoj hromosomy. Vse izuchennye do sih por hromo- somy imejut dva funkcional'nyh podkomponenta DNK, kotorye rasprostranja- jutsja polukonservativnym obrazom vo vremja razmnozhenija. Jeti dva podkompo- nenta razlichny v opredelennom strukturnom smysle, chto ogranichivaet takoj tip obmena, kotoryj mozhet proishodit' mezhdu chetyr'mja podkomponentami razmno zhajushhejsja hromosomy. Sovremennye dannye o posledovatel'nosti vedut k gipoteze o tom, chto hromosomy razmnozhajutsja v gineticheski kontroliruemoj posledo- vatel'nosti. Vedutsja poiski novyh dannyh po shemam i mehanizmu kontrolja posledovatel'nosti vmeste s prochimi svjazannymi s jetim processami, kotorye zatragivajut sintez hromosomnyh proteinov i drugoj klass nukleinovyh kislot — ribonukleinovye kisloty. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (English)
- Tritium et Autoradiographie en Biologie Cellulaire; Тритий и радиоавтография в биологии клетки; El Tritio у la Técnica Autorradiográfica en Citobiología
Publishing Information
- Publisher
- IAEA
- Imprint Place
- Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
- Imprint Title
- Tritium in the Physical and Biological Sciences. Vol. II. Proceedings of the Symposium on the Detection and Use of Tritium in the Physical and Biological Sciences
- Imprint Pagination
- 456 p.
- Series
- Proceedings Series
- Journal Page Range
- p. 221-227
- ISSN
- 0074-1884
Conference
- Title
- Symposium on the Detection and Use of Tritium in the Physical and Biological Sciences
- Dates
- 3-10 May 1961
- Place
- Vienna (Austria)
INIS
- Country of Publication
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- Country of Input or Organization
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- INIS RN
- 45014585
- Subject category
- S60: APPLIED LIFE SCIENCES; S38: RADIATION CHEMISTRY, RADIOCHEMISTRY AND NUCLEAR CHEMISTRY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- AUTORADIOGRAPHY; BIOLOGY; CELL DIVISION; CHROMOSOMES; DNA; DNA REPLICATION; LABELLING; NUCLEAR EMULSIONS; PHOTOGRAPHIC EMULSIONS; PROTEINS; REPRODUCTION; RNA; THYMIDINE; TRITIUM
- Descriptors DEC
- AZINES; BETA DECAY RADIOISOTOPES; BETA-MINUS DECAY RADIOISOTOPES; COLLOIDS; DISPERSIONS; EMULSIONS; HETEROCYCLIC COMPOUNDS; HYDROGEN ISOTOPES; ISOTOPES; LIGHT NUCLEI; NUCLEI; NUCLEIC ACID REPLICATION; NUCLEIC ACIDS; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; ODD-EVEN NUCLEI; ORGANIC COMPOUNDS; ORGANIC NITROGEN COMPOUNDS; PYRIMIDINES; RADIOISOTOPES; RIBOSIDES; YEARS LIVING RADIOISOTOPES
Optional Information
- Notes
- 19 refs., 1 fig. Imprint:In two volumes
- Secondary number(s)
- STI/PUB--39(v.2)