chromsomal subunites in active genes have an altered conformation

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  • 7/23/2019 Chromsomal Subunites in Active Genes Have an Altered Conformation

    1/9

    b e e n

    e x t e n d e d

    t o 5 6 e l e c t r o n s

    b y

    A .

    R o s e n ,

    D .

    E l l i s ,

    B .

    F r i c k e ,

    a n d

    T .

    M o r o v i c

    [ i n

    A b s t r a c t s ,

    S e c o n d I n t e r n a t i o n a l

    C o n f e r e n c e

    o n

    I n n e r - S h e U l

    I o n i z a t i o n

    P h e n o m e n a ,

    W.

    M e h l h o r n ,

    E d .

    ( U n i v e r s i t y

    o f

    F r e i b u r g ,

    F r e i b u r g , G e r m a n y ,

    1 9 7 6 ) ,

    p . 1 8 ] .

    1 6 . M .

    B a r a t ,

    i n

    T h e

    P h y s i c s

    o f f

    E l e c t r o n i c a n d

    A t o m i c

    C o l l i s i o n s ,

    B .

    C . C o b i c

    a n d M .

    V .

    K u -

    r e p a ,

    E d s .

    ( I n s t i t u t e o f P h y s i c s ,

    B e l g r a d e , Y u g o -

    s l a v i a , 1 9 7 3 ) , p .

    4 3 ; R .

    M c C a r r o l l , i n i b i d . , p .

    7 1 .

    1 7 . R .

    D . E v a n s ,

    T h e

    A t o m i c

    N u c l e u s

    ( M c G r a w -

    H i l l , New

    Y o r k , 1 9 5 5 ) ,

    p .

    8 4 5 .

    1 8 . W.

    B a m b y n e k ,

    B .

    C r a s e m a n n ,

    R . W.

    F i n k ,

    H .

    V .

    F r e u n d ,

    H .

    M a r k ,

    R .

    E . P r i c e ,

    P .

    V .

    R a o ,

    R e v . M o d .

    P h y s . 4 4 ,

    7 1 6 ( 1 9 7 2 ) .

    1 9 .

    C .

    K . D av i s

    a n d

    J .

    S .

    G r e e n b e r g ,

    P h y s .

    R e v .

    L e t t . 3 2 ,

    1 2 1 5

    ( 1 9 7 4 ) ;

    T . K .

    S a y l o r , p e r s o n a l

    com-

    m u n i c a t i o n .

    2 0 .

    W.

    E . M e y e r h o f , T . K . S a y l o r ,

    S .

    M .

    L a z a r u s ,

    A .

    L i t t l e ,

    B . B .

    T r i p l e t t ,

    L . F .

    C h a s e ,

    J r . , R .

    A n h o l t ,

    P h y s .

    R e v .

    L e t t .

    3 2 , 1 2 7 9

    ( 1 9 7 4 ) .

    2 1 .

    H .

    D .

    B e t z ,

    F .

    B e l l ,

    H .

    P a n k e ,

    W.

    S t e h l i n g ,

    E .

    S p i n d l e r ,

    M .

    K l e b e r ,

    i b i d .

    3 4 ,

    1 2 5 6

    ( 1 9 7 5 ) .

    2 2 .

    K .

    S m i t h ,

    B .

    M u l l e r ,

    W.

    G r e i n e r ,

    J .

    P h y s .

    B

    8 . 7 5 ( 1 9 7 5 ) .

    2 3 . B .

    M u l l e r ,

    i n

    T h e

    P h y s i c s o f

    E l e c t r o n i c a n d

    A t o m i c C o l l i s i o n s , J . S .

    R i s l e y

    a n d R .

    G e b a l l e ,

    E d s . ( U n i v .

    o f

    W a s h i n g t o n

    P r e s s , S e a t t l e ,

    1 9 7 5 ) ,

    p . 4 8 1 .

    2 4 . W. E . M e y e r h o f ,

    P h y s .

    R e v .

    L e t t .

    3 1 ,

    1 3 4 1

    ( 1 9 7 3 ) ;

    K .

    T a u l b j e r g ,

    J . V a a b e n ,

    B .

    F a s t r u p ,

    P h y s . R e v .

    A

    1 2 ,

    2 3 2 5

    ( 1 9 7 5 ) .

    2 5 . W. R .

    T h o r s o n

    a n d S .

    H .

    C h o i ,

    i n

    A b s t r a c t s ,

    9 t h

    I n t e r n a t i o n a l

    C o n f e r e n c e

    o n

    t h e

    P h y s i c s

    o f

    E l e c t r o n i c

    a n d

    A t o m i c

    C o l l i s i o n s ,

    J . S .

    R i s l e y

    a n d '

    R .

    G e b a l l e ,

    E d s .

    ( U n i v .

    o f

    W a s h i n g t o n

    P r e s s ,

    S e a t t l e , 1 9 7 5 ) ,

    p .

    2 9 8 ;

    p e r s o n a l

    c o m m u n i -

    c a t i o n .

    2 6 . K .

    S m i t h

    a n d W.

    G r e i n e r ,

    J .

    P h y s .

    B , i n p r e s s .

    2 7 .

    J .

    S .

    B r i g g s ,

    i b i d .

    7 ,

    4 7

    ( 1 9 7 4 ) .

    2 8 .

    J .

    H .

    M a c e k

    a n d J . S .

    B r i g g s , i b i d . ,

    p .

    1 3 1 2 .

    2 9 .

    W.

    L i c h t e n , P h y s .

    R e v .

    A

    9 ,

    1 4 5 8

    ( 1 9 7 4 ) .

    3 0 . J .

    S . B r i g g s , J .

    P h y s .

    B ,

    i n

    p r e s s .

    3 1 .

    R .

    A n h o l t , u n p u b l i s h e d

    r e s u l t s .

    3 2 . D .

    H .

    J a k u b a s s a

    a n d

    M .

    K l e b e r ,

    Z .

    P h y s .

    A

    2 7 3 ,

    2 9 ( 1 9 7 5 ) .

    3 3 .

    K .

    A l d e r ,

    A .

    B o h r ,

    T .

    H u u s ,

    B .

    M o t t e l s o n ,

    A .

    W i n t h e r R e v .

    M o d .

    P h y s . 2 8 ,

    4 3 2

    ( 1 9 5 6 ) ;

    J .

    R e i n h a r d t ,

    G . S o f f ,

    W. G r e i n e r ,

    Z .

    P h y s . A

    2 7 6 ,

    2 8 5

    ( 1 9 7 6 ) ;

    H . P .

    T r a u t v e t t e r ,

    J .

    S .

    G r e e n b e r g ,

    P .

    V i n c e n t , P h y s .

    R e v . L e t t . 3 7 ,

    2 0 2

    ( 1 9 7 6 ) .

    3 4 .

    F . B e l l , H .

    D .

    B e t z ,

    H .

    P a n k e ,

    E .

    S p i n d l e r , W.

    S t e h l i n g ,

    M .

    K l e b e r ,

    i b i d . 3 S ,

    8 4 1

    ( 1 9 7 5 ) .

    3 5 .

    W .

    E . M e y e r h o f , T . K . S a y l o r ,

    R . A n h o l t ,

    P h y s .

    R e v . A

    1 2 ,

    2 6 4 1

    ( 1 9 7 5 ) .

    3 6 . P .

    H .

    M o k l e r ,

    P .

    A r m b t t u s t e r , F .

    F o l k m a n ,

    S .

    H a g m a n n ,

    G .

    K r a f t ,

    H .

    J . S t e i n ,

    i n T h e

    P h y s i c s

    o f

    E l e c t r o n i c a n d A t o m i c

    C o l l i s i o n s ,

    J .

    S .

    R i s l e y

    a n d

    R . G e b a l l e ,

    E d s .

    ( U n i v .

    o f W a s h i n g t o n

    P r e s s ,

    S e a t t l e ,

    1 9 7 5 ) ,

    p .

    5 0 1 ; F .

    F o l k m a n n ,

    P .

    A r m b r u s t e r ,

    S .

    H a g m a n n , G . K r a f t ,

    P .

    H .

    M o k -

    l e r ,

    H . J .

    S t e i n , Z .

    P h y s . A 2 7 6 ,

    1 5 ( 1 9 7 6 ) .

    3 7 . B .

    M u l l e r ,

    R .

    K . S m i t h , W.

    G r e i n e r , P h y s .

    L e t t .

    B

    4 9 , 2 1 9

    ( 1 9 7 4 ) ; B . M u l l e r

    a n d W.

    G r e i n e r ,

    P h y s .

    R e v . L e t t . 3 3 , 4 6 9

    ( 1 9 7 4 ) ;

    M .

    G r o s ,

    B .

    M u l l e r , W.

    G r e i n e r , J . P h y s . B ,

    i n

    p r e s s .

    3 8 .

    J .

    S .

    G r e e n b e r g , C . K .

    D a v i s ,

    P .

    V i n c e n t ,

    P h y s .

    R e v . L e t t .

    3 3 , 4 7 3 ( 1 9 7 4 ) .

    3 9 .

    W.

    W o e l f l i ,

    C .

    S t o l l e r ,

    G .

    B o n a n i , M . S u t e r ,

    M .

    S t o e c k l i ,

    L e t t .

    Nuovo C i m e n t o 1 4 ,

    5 7 7

    ( 1 9 7 5 ) ;

    W.

    W o e i f l i ,

    C .

    S t o l l e r ,

    G .

    B o n a n i ,

    M .

    S t o e c k l i ,

    M .

    S u t e r ,

    P h ys . R e v .

    L e t t .

    3 6 , 3 0 9

    ( 1 9 7 6 ) .

    4 0 .

    R .

    K .

    S mi th , p a p e r

    p r e s e n t e d

    a t t h e

    F o u r t h

    I n t e r n a t i o n a l S e m i n a r

    o n I o n - A t o m

    C o l l i s i o n s ,

    S t a n f o r d U n i v e r s i t y ,

    1 9 7 5 ;

    a n d

    W.

    G r e i -

    n e r ,

    i n

    p r e p a r a t i o n .

    4 1 . F .

    F o l k m a n n , C .

    G a a r d e ,

    T . H u u s ,

    K .

    K e m p ,

    N u c l .

    I n s t r u m .

    M e t h o d s

    1 1 7 , 4 8 7 ( 1 9 7 4 ) .

    4 2 . R e c e n t

    p u b l i c a t i o n s , i n w h i c h e a r l i e r

    r e f e r e n c e s

    c a n

    b e

    f o u n d , a r e : A .

    R .

    S o h v a l ,

    J . P .

    D e l v a i l l e ,

    K . K a l a t a , K .

    K i r b y -D o c k en , H . W.

    S c h n o p p e r ,

    J .

    P h y s . B 9 , L 2 5

    ( 1 9 7 6 ) ; i b i d . , p .

    4 7 ;

    H .

    D .

    B e t z ,

    M .

    K l e b e r , E .

    S p i n d l e r , F . B e l l , H .

    P a n k e ,

    W.

    S t e h l i n g , i n T h e P h y s i c s

    o f E l e c t r o n i c a n d

    A t o m i c C o l l i s i o n s ,

    J .

    S . R i s l e y a n d

    R .

    G e b a l l e ,

    E d s . ( U n i v . o f W a s h i n g t o n

    P r e s s , S e a t t l e ,

    1 9 7 5 ) ,

    p . 5 2 0 .

    4 3 .

    P . G i p p n e r ,

    J o i n t

    I n s t .

    N u c l . R e s .

    D u b n a

    P u b l .

    N o . E - 7 8 8 4 3

    ( 1 9 7 5 ) .

    4 4 .

    K .

    H .

    K a u n ,

    i n

    P r o c e e d i n g s

    o f

    t h e

    S e c o n d

    I n t e r -

    n a t i o n a l

    C o n f e r e n c e o n I n n e r - S h e l l

    I o n i z a t i o n

    P k e n o m e n a ,

    W.

    M e h l h o r n ,

    E d .

    ( U n i v e r s i t y

    o f

    F r e i b u r g ,

    F r e i b u r g , G e r m a n y , i n p r e s s ) .

    4 5 .

    K . H .

    H e i n i g ,

    H . U . J a g e r ,

    H .

    R i c h t e r , H .

    W o i t t e n n e k ,

    P h y s .

    L e t t . B

    6 0 ,

    2 4 9 ( 1 9 7 6 ) .

    4 6 .

    W .

    R .

    S t o t t

    a n d J .

    C .

    W a d d i n g t o n ,

    B u l l . Am .

    P h y s . S o c .

    2 0 ,

    6 3 8

    ( 1 9 7 5 ) ;

    R . A n h o l t a n d T . K .

    S a y l o r ,

    L a w r e n c e B e r k e l e y

    L a b . R e p . N o . L B L -

    4 0 6 6

    ( 1 9 7 5 ) .

    4 7 .

    W.

    E .

    M e y e r h o f ,

    T .

    K .

    S a y l o r , S .

    M .

    L a z a r u s ,

    A .

    L i t t l e , B .

    B .

    T r i p l e t t ,

    L . F .

    C h a s e , J r . , R .

    A n h o l t ,

    u n p u b l i s h e d r e s u l t s .

    4 8 .

    W. E .

    M e y e r h o f , P h y s .

    R e v . A

    1 0 ,

    1 0 0 5 ( 1 9 7 4 ) .

    4 9 .

    J . S .

    G r e e n b e r g ,

    p e r s o n a l

    c o m m u n i c a t i o n .

    5 0 .

    B .

    F r i c k e a n d

    G .

    S o f f , G e s .

    S c h w e r i o n e n f o r s c h .

    R e p . N o . G S I - T 1 - 7 4

    ( 1 9 7 4 ) ; B . F r i c k e ,

    G e s .

    S c h w e r i o n e n f o r s c h . R e p . N o .

    G S 1 - 7 3 - 1 1

    ( 1 9 7 3 ) ,

    p . 8 8 .

    5 1 .

    G .

    B i s s i n g e r a n d L . F e l d m a n ,

    P h y s . R e v . A

    8 ,

    1 6 2 4

    ( 1 9 7 3 ) ;

    P hy s. R e v. L e t t . 3 3 , 1 ( 1 9 7 4 ) ; J . A .

    C a i r n s

    a n d L . C .

    F e l d m a n ,

    i n

    New

    U s e s

    o f

    Lo w

    E n e r g y A c c e l e r a t o r s ,

    J . F .

    Z i e g l e r ,

    E d .

    P l e -

    n u m ,

    New

    Y o r k ,

    i n

    p r e s s ) .

    5 2 .

    R . K .

    S m i t h ,

    B .

    M U l l e r ,

    W.

    G r e i n e r , J .

    S .

    G r e e n -

    b e r g ,

    C .

    K .

    D a v i s ,

    P h y s .

    R e v . L e t t .

    3 4 ,

    1 3 4

    ( 1 9 7 5 ) . T h e e x p e r i m e n t a l e f f e c t

    a p p e a r s t o

    b e

    s p u n i o u s .

    S e e

    W.

    W o e l f f i ,

    C .

    S t o l l e r ,

    G .

    B o n a n i ,

    M .

    S u t e r ,

    M.

    S t o e c k l i , i b i d .

    3 5 ,

    6 5 6

    ( 1 9 7 5 ) .

    5 3 .

    D .

    B u r c h ,

    W. B .

    I n g a l l s ,

    H .

    W i e m a n ,

    R .

    V a n -

    d e n b o s c h ,

    i n

    A b s t r a c t s ,

    9 t h

    I n t e r n a t o n a l

    C o n -

    f e r e n c e

    on t h e

    P h y s i c s

    o f

    E l e c t r o n i c a n d A t o m i c

    C o l l i s i o n s ,

    J .

    S .

    R i s l e y

    a n d

    R .

    G e b a l l e ,

    E d s .

    ( U n i v .

    o f

    W a s h i n g t o n

    P r e s s , S e a t t l e , 1 9 7 5 ) ,

    p .

    3 0 6 ; R .

    S c h u l e ,

    H .

    S c h m i d t - B o c k i n g ,

    I .

    T s e r r u y a ,

    G .

    G a u k l e r , K .

    B e t h g e ,

    i n

    i b i d . ,

    p .

    3 0 4 ;

    1 .

    T s e r r u y a ,

    H .

    S c h m i d t - B o c k i n g ,

    R .

    S c h u l e ,

    K .

    B e t h g e ,

    R .

    S c h u c h ,

    H . J .

    S p e c h t ,

    P hy s. R e v .

    L e t t . ,

    i n

    p r e s s ;

    F .

    J u n d t ,

    G .

    G u i l -

    l a u m e ,

    P .

    F i n t z ,

    K .

    U .

    J o n e s , P h y s .

    R e v .

    A

    1 3 ,

    5 6 3

    ( 1 9 7 6 ) .

    5 4 .

    B .

    M u l l e r ,

    J .

    R a f e l s k i ,

    W.

    G r e i n e r ,

    P h y s . L e t t .

    B .

    4 7 ,

    5

    ( 1 9 7 3 ) .

    5 5 . B . M u l l e r a n d W.

    G r e i n e r , Z .

    N a t u r f o r s c h .

    T e i l

    A

    3 1 ,

    1 ( 1 9 7 6 ) .

    5 6 .

    S . S .

    G e r s h t e i n

    a n d

    V . S .

    P o p o v , L e t t . Nuovo

    C i m e n t o

    6 ,

    5 9 3

    ( 1 9 7 3 ) ;

    H .

    P e i t z ,

    B .

    M u l l e r ,

    J .

    R a f e l s k i ,

    W.

    G r e i n e r ,

    i b i d .

    8 ,

    3 7

    ( 1 9 7 3 ) .

    5 7 .

    K .

    S m i t h ,

    H .

    P e i t z ,

    B . M u l l e r W.

    G r e i n i e r ,

    P h y s .

    R e v . L e t t .

    3 2 ,

    5 5 4

    ( 1 9 7 4 ) .

    5 8 . D .

    B u r c h ,

    W.

    B . I n g a l l s ,

    H .

    W i e m a n ,

    R .

    V a n -

    d e n b o s c h , P h y s .

    R e v .

    A

    1 0 , 1 2 4 5

    ( 1 9 7 4 ) .

    5 9 . C .

    F o s t e r ,

    T .

    H o o g k a m e r , P . W o r l e e , F . W.

    S a r i s ,

    i n

    A b s t r a c t s ,

    9 t h I n t e r n a t i o n a l

    C o n f e r -

    e n c e o n t h e

    P h y s i c s

    o f

    E l e c t r o n i c a n d A t o m i c

    C o l l i s i o n s ,

    J .

    S .

    R i s l e y

    a n d R .

    G e b a l l e ,

    E d s .

    ( U n i v .

    o f

    W a s h i n g t o n P r e s s ,

    S e a t t l e , 1 9 7 5 ) ,

    p .

    5 l

    1 ;

    J .

    P h y s . B ,

    i n

    p r e s s .

    6 0 .

    3 . R a f e i s k i ,

    B .

    M u l l e r ,

    R .

    A n h o l t ,

    p e r s o n a l

    c o m m u n i c a t i o n s ;

    W.

    B e t z ,

    G .

    S o f f ,

    B .

    M U l l e r ,

    W.

    G r e i n e r , i n

    p r e p a r a t i o n .

    6 1 .

    S y s t e m a t i c s e s t a b l i s h e d

    i n W.

    E . -

    M e y e r h o f , R .

    A n h o l t , T .

    K .

    S a y l o r , P . D . Bond

    [ P h y s .

    R e v . A

    1 1 , 1 0 8 3

    ( 1 9 7 5 ) ]

    l e a d t o

    o K

    -3

    X

    1 0 - 2 5

    c m 2 .

    From

    ( 1 8 ) ,

    r K

    =

    7

    x

    1 0 - 1 8

    s e c .

    F o r 1 6 0 0 - M e v

    U ,

    v ,

    = 4

    x

    1 0 9

    c m / s e c ,

    a n d f o r

    U ,

    n = 4 . 7 x

    1 0 2 2 c m M 3 .

    6 2 . V . O b e r a c k e r , G .

    S o f f , W.

    G r e i n e r , N u c l .

    P h y s .

    A

    2 S 9 ,

    3 2 4

    ( 1 9 7 6 ) .

    6 3 . P . A r m b r u s t e r , i n

    P r o c e e d i n g s o f t h e S e c o n d

    I n t e r n a t i o n a l

    C o n f e r e n c e

    o n I n n e r - S h e l l

    I o n i z a -

    t i o n

    P h e n o m e n a ,

    W. M e h lh o r n, E d .

    ( U n i v e r s i t y

    o f

    F r e i b u r g , F r e i b u r g ,

    G e r m a n y ,

    i n

    p r e s s ) .

    6 4 .

    E n l i g h t e n i n g

    d i s c u s s i o n s

    w i t h R . A n h o l t a r e

    g r a t e f u l l y

    a c k n o w l e d g e d . T h i s

    w o r k w a s

    p a r t l y

    s u p p o r t e d

    b y

    t h e

    N a t i o n a l S c i e n c e

    F o u n d a t i o n .

    K n o w l e d g e

    o f t h e

    s t r u c t u r e

    o f

    DNA

    h a s

    p r o v i d e d

    many

    i n s i g h t s

    i n t o

    i t s

    b i o -

    l o g i c a l

    f u n c t i o n

    ( 1 ) .

    I n

    h i g h e r c e l l s ,

    a

    d e t a i l e d

    u n d e r s t a n d i n g

    o f t h e s t r u c t u r e

    o f c h r o m a t i n

    w i l l

    p r o b a b l y p r o v i d e

    a n a l o -

    g o u s

    i n s i g h t s

    i n t o

    how

    g e n e s

    a r e

    r e g u l a t -

    e d .

    A l r e a d y ,

    t h e r e a r e

    a n u m b e r

    o f

    i m p o r -

    t a n t

    o b s e r v a t i o n s

    d e m o n s t r a t i n g

    a r e l a -

    8 4 8 )

    t i o n b e t w e e n t h e

    s t r u c t u r e o f c h r o m a t i n

    a n d

    i t s

    b i o l o g i c a l a c t i v i t y

    2 , 3 ) .

    T h e

    p a c k a g i n g

    o f

    m o s t o f

    t h e n u c l e a r

    DNA i s

    n o w

    t h o u g h t

    t o

    b e

    b a s e d

    o n

    r e p e a t i n g

    u n i t s

    o f a b o u t 1 8 0

    t o

    2 0 0

    b a s e

    p a i r s

    o f

    DNA

    a s s o c i a t e d

    w i t h

    s p e c i f i c

    c o m p l e x e s

    o f h i s t o n e s

    4 , 5 ) ,

    p o s s i b l y

    t w o

    s e l f - c o m p l e m e n t a r y t e t r a m e r s e a c h

    c o n t a i n i n g

    o n e o f

    t h e

    f o u r

    m a j o r

    h i s t o n e s

    6 ) .

    T h e s e t w o t e t r a m e r s

    c o u l d

    d e f i n e

    t h e t w o f o l d

    a x i s o f

    s y m m e t r y

    w i t h i n

    t h e

    n u c l e o s o m e .

    T h e s e

    c o m p l e x e s

    i n t e r a c t

    t h r o u g h

    7 0 t o 9 0

    a m i n o a c i d r e s i d u e s

    a t

    t h e i r

    c a r b o x y l

    t e r m i n a l e n d t o

    p r o d u c e

    a

    t i g h t , t r y p s i n - r e s i s t a n t

    c o r e

    7 ) .

    T h e

    p o s i -

    t i v e l y

    c h a r g e d

    h i s t o n e

    a m i n o t e r m i n a l

    r e s i d u e s

    e x t e n d

    o u t w a r d f r o m

    t h i s c o r e

    a n d

    d e f i n e w h a t

    m ay

    p r o v e

    t o b e

    a

    k i n k e d

    o r

    c o i l e d

    p a t h w a y

    f o r

    t h e

    DNA

    5 , 8 )

    a b o u t

    t h e

    h i s t o n e

    c o m p l e x e s .

    T h e s e

    s o - c a l l e d

    p a r t i c l e s - o n - a - s t r i n g

    o r

    n u

    b o d i e s c o n s t i t u t e

    t h e

    p r i m a r y

    l e v e l

    o f

    f o l d i n g

    f o r

    t h e

    b u l k o f

    t h e

    c h r o m o s o m e .

    T h r o u g h

    t h e i r m u t u a l

    i n t e r -

    a c t i o n s

    h i g h e r

    l e v e l s

    o f

    DNA

    p a c k a g i n g

    c a n

    b e

    a c h i e v e d , a l t h o u g h

    d e t a i l s o f

    t h i s

    o r g a n i z a t i o n

    a r e n o t k n o w n . A t

    p r e s e n t

    t h e r e i s n o

    p r o o f

    t h a t

    n u b o d i e s

    a r e

    h o m o -

    D r . W e i n t r a u b i s a n a s s i s t a n t

    p r o f e s s o r

    i n

    t h e

    D e p a r t m e n t

    o f

    B i o c h e m i c a l

    S c i e n c e s ,

    F r i c k

    L a b o r a -

    t o r i e s ,

    P r i n c e t o n

    U n i v e r s i t y , P r i n c e t o n ,

    New

    J e r s e y

    0 8 5 4 0 . D r .

    G r o u d i n e

    wa s a

    v i s i t i n g

    f e l l o w

    i n

    t h e

    s a m e

    d e p a r t m e n t

    a n d

    i s n o w a t

    t h e

    D e p a r t m e n t

    o f

    R a d i a t i o n

    O n c o l o g y ,

    U n i v e r s i t y

    o f

    W a s h i n g t o n

    H o s p i t a l ,

    S e a t t l e

    9 9 8 0 5 .

    SCIENCE,

    VOL. 1 9 3

    C h r o m o s o m a l

    S u b u n i t s

    i n

    A c t i v e

    G e n e s

    H a v e a n

    A l t e r e d

    C o n f o r m a t i o n

    G l o b i n

    g e n e s

    a r e

    d i g e s t e d

    b y

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    i n

    r e d b l o o d

    c e l l

    n u c l e i

    b u t n o t i n f i b r o b l a s t

    n u c l e i .

    H a r o l d W e i n t r a u b

    a n d Mark

    G r o u d i n e

  • 7/23/2019 Chromsomal Subunites in Active Genes Have an Altered Conformation

    2/9

    g e n e o u s

    ( 9 )

    e i t h e r i n c o m p o s i t i o n

    o r

    i n

    c o n f o r m a t i o n .

    A l s o

    l a c k i n g i s

    c o n c r e t e

    e v i d e n c e

    t h a t n u

    b o d i e s

    a r e

    a s s o c i a t e d

    w i t h

    a c t i v e g e n e s ( 1 0 )

    a n d , i f s o ,

    w h e t h e r

    t h e y

    a r e

    i n

    t h e s a m e

    c o n f o r m a t i o n

    a s

    t h o s e

    n u

    b o d i e s

    a s s o c i a t e d

    w i t h

    i n a c t i v e

    g e n e s .

    T l h e

    i m p o r t a n t

    f i n d i n g t h a t

    E s c h e -

    r i c h i a c o l i

    RNA

    p o l y m e r a s e p r e f e r e n -

    t i a l l y t r a n s c r i b e s

    g l o b i n

    g e n e s

    f r o m r e t i c -

    u l o c y t e c h r o m a t i n

    b ut n o t

    f r o m l i v e r

    o r

    b r a i n

    c h r o m a t i n

    ( 1 1 ) r e f l e c t s

    t h e

    f a c t t h a t

    s o m e s t r u c t u r a l

    a s p e c t o f a n a c t i v a t e d

    g e n e

    i s d i f f e r e n t

    i n

    d i f f e r e n t

    t i s s u e s .

    How-

    e v e r ,

    w h e t h e r

    t h i s d i f f e r e n c e

    o c c u r s

    o n l y

    a t

    t h e 5 '

    e n d o f

    t h e

    g e n e , p e r h a p s a t

    a

    p r o m o t o r r e g i o n ,

    o r

    t h r o u g h o u t

    t h e e n -

    t i r e

    l e n g t h o f

    t h e g e n e

    i s n o t

    k n o w n .

    S i m i l a r l y ,

    i t i s

    n o t

    c l e a r w h e t h e r

    t h e

    t i s -

    s u e - s p e c i f i c

    d i f f e r e n c e s

    i n a c c e s s i b i l i t y

    r e v e a l e d b y

    RNA p o l y m e r a s e

    a r i s e

    f r o m

    d i f f e r e n c e s

    i n

    t h e

    b a s i c n u b o d y c o n f i g u -

    r a t i o n

    o r

    i n

    t h e

    wa y

    s o m e

    o r

    a l l

    o f t h e

    n u

    b o d i e s

    i n a t r a n s c r i p t i o n

    u n i t

    a r e

    p a c k -

    a g e d

    i n t o

    h i g h e r

    l e v e l s

    o f

    o r g a n i z a t i o n .

    I n t h i s a r t i c l e ,

    we

    s h o w t h a t a c t i v e

    g e n e s

    a r e l i k e l y

    t o

    b e

    p a c k a g e d

    b y

    h i s -

    t o n e s

    b u t

    t h a t

    t h e s e

    h i s t o n e s a r e

    i n a i n

    a l t e r e d c o n f o r m a t i o n ,

    o n e

    t h a t r e n d e r s

    t h e a s s o c i a t e d

    DNA e x t r e m e l y s e n s i t i v e

    t o

    d i g e s t i o n b y

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u -

    c l e a s e

    I .

    D i g e s t i o n

    o f

    C h i c k e n

    E r y t h r o c y t e

    N u c l e i

    b y

    D e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    T h e

    k i n e t i c s

    o f

    d i g e s t i o n

    o f

    c h i c k e n

    e r y t h r o c y t e

    n u c l e i

    b y p a n c r e a t i c

    d e o x y r i -

    b o n u c l e a s e

    I

    ( 1 2 )

    a r e

    s h o w n

    i n F i g .

    1 .

    T h e b o t t o m

    i n s e t s s h o w

    t h e

    c o r r e s p o n d -

    i n g

    p a t t e r n s

    o f

    r e s i s t a n t s i n g l e - s t r a n d e d

    DNA f r a g m e n t s

    d i s p l a y e d

    o n

    a

    d e n a t u r -

    i n g a c r y l a m i d e

    g e l . T h e k i n e t i c s

    r e v e a l a

    r a p i d i n i t i a l

    d i g e s t i o n

    o f a b o u t

    1 5

    p e r c e n t

    o f t h e

    DNA

    f o l l o w e d

    b y

    a

    s l o w e r

    d i g e s -

    t i o n t h a t

    l e v e l s o f f a t

    a b o u t 5 0 p e r c e n t ,

    a n d a n

    e v e n s l o w e r

    p r o c e s s t h a t

    l e a d s

    t o

    d i g e s t i o n

    b e y o n d 5 0

    p e r c e n t .

    T h e c h a r a c -

    t e r i s t i c

    p a t t e r n o f

    r e s i s t a n t

    p r o d u c t s

    ( b e -

    t w e e n 2 0

    a n d

    1 6 0 b a s e s

    i n

    o u r s t a n d a r d

    g e l s ) a p p e a r s

    v e r y

    e a r l y

    i n

    d i g e s t i o n

    a n d

    p e r s i s t s

    t h r o u g h

    5 0 p e r c e n t

    d i g e s t i o n

    w i t h

    n o

    a p p a r e n t

    i n c r e a s e

    o r d e c r e a s e

    i n

    t h e i n t e n s i t y

    o f

    a n y o n e p a r t i c u l a r

    b a n d .

    B e y o n d 5 0 p e r c e n t

    d i g e s t i o n , t h e

    l a r g e r

    b a n d s d i s a p p e a r

    b e f o r e

    t h e

    s m a l l e r

    b a n d s d o .

    T h i s

    d i s a p p e a r a n c e

    i s a c c o m -

    p a n i e d b y

    a n

    a c c u m u l a t i o n

    o f

    DNA

    b e -

    t w e e n

    t h e

    u s u a l l y

    w e l l d e f i n e d

    DNA

    p e a k s .

    W e

    i n t e r p r e t

    t h i s

    t o mean

    t h a t

    t h e

    e n z y m e

    i s

    s e q u e n t i a l l y

    d i g e s t i n g

    a

    b a s e

    o r

    t w o

    a t a t i m e w h e n

    d i g e s t i o n p r o c e e d s

    b e y o n d 5 0

    p e r c e n t ,

    a n d t h a t t h i s p h a s e

    o f

    t h e

    d i g e s t i o n

    p r o c e s s p r o b a b l y

    r e p r e -

    s e n t s

    n i b b l i n g

    ( d i g e s t i o n

    o f

    a

    b a s e

    a t

    a

    t i m e )

    t h a t

    o c c u r s

    i n DNA r e g i o n s

    t h a t

    a r e i n t i m a t e l y

    p r o t e c t e d

    b y

    p r o t e i n s ,

    p r e -

    s u m a b l y h i s t o n e s .

    I n

    c o n t r a s t ,

    t h e

    r e p e a t -

    i n g p a t t e r n

    o f d e n a t u r e d

    DNA

    f r a g m e n t s

    b e t w e e n

    2 0

    a n d

    1 6 0 b a s e s

    p r o b a b l y

    r e p r e -

    s e n t s

    t h e c u t t i n g

    a t v e r y

    a c c e s s i b l e r e -

    g i o n s b e t w e e n

    a n d

    w i t h i n i n d i v i d u a l n u

    b o d i e s .

    I t

    i s

    n o t c l e a r

    t o

    u s

    wh y t h e l a r g e r

    f r a g m e n t s

    f a i l

    t o b r e a k d o w n

    i n t o t h e

    s m a l l e r

    o n e s

    b e f o r e

    d i g e s t i o n

    r e a c h e s

    5 0

    p e r c e n t

    a n d

    n i b b l i n g

    e n s u e s .

    T h e

    c o n -

    v e r s i o n o f

    l a r g e r f r a g m e n t s

    i n t o s m a l l e r

    o n e s

    w o u l d

    h a v e b e e n

    p r e d i c t e d

    i f

    t h e

    f r a g m e n t s

    a r o s e

    f r o m

    t h e

    s t a t i s t i c a l

    c l e a v a g e

    o f

    a

    n u m b e r o f

    a c c e s s i b l e s i t e s

    w i t h i n

    a

    h o m o g e n e o u s

    p o p u l a t i o n

    o f

    n u

    b o d i e s .

    T i s s u e - S p e c i f i c ,

    P r e f e r e n t i a l

    D i g e s t i o n

    o f A c t i v e

    G e n e s

    S t a p h y l o c o c c a l

    n u c l e a s e

    s h o w s

    n o

    p r e f e r e n t i a l d i g e s t i o n

    o f

    s p e c i f i c n u c l e a r

    DNA s e q u e n c e s ,

    i n

    p a r t i c u l a r

    s e q u e n c e s

    c o d i n g

    f o r

    a c t i v e g e n e s

    ( 1 3 ) .

    S i n c e i t

    i s

    c l e a r

    t h a t

    p a n c r e a t i c d e o x y r i b o n u c l e a s e

    h a s

    a m u c h h i g h e r

    a f f i n i t y

    f o r s i t e s

    w i t h i n

    n u b o d i e s ,

    a n d h e n c e

    m i g h t

    b e e x p e c t e d

    t o

    d i f f e r e n t i a t e

    b e t w e e n

    s i m i l a r

    n u b o d -

    i e s ,

    we d e c i d e d

    t o

    i n v e s t i g a t e

    w h e t h e r

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    p r e f e r e n -

    t i a l l y

    d i g e s t e d

    t h e

    DNA

    c o d i n g

    f o r a c t i v e

    g e n e s .

    T h e r e

    a r e

    a

    n u m b e r

    o f

    i n d i c a t i o n s

    t h a t t h i s m i g h t

    b e

    o c c u r r i n g

    d u r i n g t h e

    d i g e s t i o n

    o f

    n u c l e i

    w i t h

    t h i s e n z y m e .

    W e

    h a v e

    s h o w n t h a t r i b o s o m a l

    DNA i n n u -

    c l e i i s e s p e c i a l l y

    s e n s i t i v e

    t o

    d e o x y r i -

    b o n u c l e a s e

    ( 1 4 ) ; i n a d d i t i o n ,

    B i l l i n g

    a n d

    B o n n e r ( 1 5 )

    h a v e

    s h o w n

    t h a t RNA l a -

    b e l e d f o r

    a s h o r t p e r i o d

    i s r a p i d l y

    r e -

    l e a s e d

    o n

    m i l d

    d i g e s t i o n

    o f

    n u c l e i

    w i t h

    e i t h e r

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    o r

    I I .

    F i n a l l y ,

    B e r k o w i t z

    a n d D o t y ( 1 6 )

    h a v e s h o w n

    t h a t

    a p u t a t i v e a c t i v e

    f r a c t i o n

    o f s h e a r e d

    c h r o m a t i n ( i s o l a t e d

    a s

    a

    s l o w - s e d i m e n t -

    i n g f r a c t i o n

    o n s u c r o s e

    g r a d i e n t s )

    i s

    much

    m o r e

    s e n s i t i v e

    t o d e o x y r i b o n u -

    c l e a s e

    I

    t h a n i s

    b u l k c h r o m a t i n .

    To

    i n v e s t i g a t e

    t h i s q u e s t i o n

    f u r t h e r ,

    we

    h a v e p r e p a r e d

    a c o m p l e m e n t a r y

    DNA

    (cDNA)

    p r o b e

    t o g l o b i n m e s s e n g e r

    RNA

    (mRNA)

    i s o l a t e d

    f r o m t h e r e t i c u l o -

    c y t e s

    o f t h e

    a d u l t c h i c k e n .

    T h e

    d e t a i l s

    o f

    t h e

    p u r i f i c a t i o n

    a n d a n a l y s i s

    a n d t h e

    c h a r -

    a c t e r i s t i c s

    o f

    t h e

    c D NA

    h a v e

    p r e v i o u s l y

    b e e n

    d e s c r i b e d

    ( 1 7 ) ; i n

    p a r t i c u l a r

    i t

    h a s

    b e e n

    d e m o n s t r a t e d

    t h a t

    t h e c D N A

    m a d e

    t o a d u l t g l o b i n

    mRNA c a n b e

    u s e d t o

    d e t e c t

    g l o b i n

    mRNA

    c o d i n g

    f o r e m b r y o n -

    F i g .

    1 .

    D i g e s t i o n

    o f

    c h i c k

    e r y t h r o c y t e

    n u c l e i

    w i t h

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i -

    1 0 0 4

    i 1 0 0

    b o n u c l e a s e

    I .

    ( C u r v e s )

    A v i a n r e d

    b l o o d

    c e l l s

    w e r e

    i s o l a t e d

    a s

    d e -

    s c r i b e d

    ( 1 7 ) .

    T h e c e l l s

    w e r e w a s h e d

    t w i c e

    i n

    p h o s p h a t e - b u f f e r e d

    s a l i n e ( P B S )

    ( G r a n d

    I s l a n d ) ,

    a n d t h e n u c l e i

    w e r e

    i s o l a t e d

    b y s u s p e n -

    s i o n i n

    r e t i c u l o c y t e

    s t a n d a r d

    b u f f e r

    ( R S B ) ( 0 . O l M

    t r i s - H C l , pH

    7 . 4 ;

    80

    _

    8 0

    0 . O l M

    N a C l ;

    3 mM

    M g C l 2 ) c o n t a i n i n g

    0 . 5

    p e r c e n t

    N P - 4 0

    ( B r i t i s h

    D r u g

    *

    A d d i t i o n o l

    H o u s e ) .

    T h e

    n u c l e i w e r e

    w a s h e d s e v e r a l

    t i m e s

    i n RSB

    a n d

    t h e n

    D N a s e

    d i g e s t e d

    a t

    a

    DNA

    c o n c e n t r a t i o n

    o f 1

    m g / m l

    a t

    3 7 C

    w i t h

    p a n c r e a t i c

    Z

    60

    -

    60

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    ( S i g m a )

    ( 2 0

    , g / m l )

    f o r

    i n c r e , a s i n g

    p e r i o d s

    o f

    t i m e .

    Z

    T h e p e r c e n t a g e

    o f

    DNA

    r e m a i n i n g

    (

    -

    * )

    wa s

    d e t e r m i n e d

    e i t h e r

    b y

    p r e c i p i t a t i o n

    w i t h

    c o l d

    7

    p e r c e n t p e r c h l o r i c

    a c i d

    a n d

    s u b s e q u e n t 2 w

    m e a s u r e m e n t

    o f

    t h e

    a b s o r b a n c y

    a t 2 6 0 n m o f

    t h e

    a c i d s o l u b l e

    a n d

    a :

    40

    4 0

    i n s o l u b l e

    f r a c t i o n o r b y

    s e d i m e n t i n g

    t h e n u c l e i

    a t

    l o w

    s p e e d

    a n d

    c

    m e a s u r i n g

    t h e

    r e l e a s e o f m a t e r i a l

    a b s o r b i n g

    a t 2 6 0

    n m . E i t h e r m e t h o d

    Z

    g a v e e s s e n t i a l l y

    t h e

    s a m e r e s u l t s .

    A d d i t i o n o f f r e s h d e o x y r i b o n u -

    20

    2 0

    c l e a s e ( 2 0

    p g / m l )

    w h e n

    t h e d i g e s t i o n

    b e g i n s

    t o l e v e l

    o f f

    ( a t

    a b o ut 5 0

    F

    2 0

    p e r c e n t )

    d o e s n o t a f f e c t t h e

    c o u r s e o f

    s u b s e q u e n t d i g e s t i o n .

    (A-A)

    T h e t i m e c o u r s e o f

    d i g e s t i o n

    a n d t h e

    p a t t e r n

    o f

    r e s i s t a n t

    f r a g m e n t s

    ( s e e

    b e l o w )

    i s

    t h e s a m e

    i n

    c h r o m a t i n i s o l a t e d

    e i t h e r

    b y

    s o n i c a t i o n o r

    0 0 2 0 4 0

    6 0

    8 0 1 0 0 1 2 0

    0

    b y

    m i l d t r e a t m e n t

    w i t h n u c l e a s e .

    S u b s t i t u t i o n

    o f

    C a C l 2 f o r

    M g C l 2

    a l s o

    minutes)

    d i d n o t

    a f f e c t t h e

    c o u r s e

    o f d i g e s t i o n

    o r p a t t e r n

    o f r e s i s t a n t f r a g -

    TIME

    ( m i n u t e s )

    m e n t s . ( E l e c t r o p h o r e t i c

    p a t t e r n s )

    T h e

    d e o x y r i b o n u c l e a s e - r e s i s t a n t

    DNA

    w a s

    o b t a i n e d

    f r o m t h e

    s e d i m e n t e d

    n u c l e i a t i n t e r v a l s

    d u r i n g t h e

    d i g e s -

    t i o n .

    T h e

    f o l l o w i n g

    w e r e

    a d d e d

    t o t h e n u c l e a r p e l l e t ( f i n a l

    c o n c e n t r a t i o n ) E D T A

    ( 1 0

    m M ) , s o d i u m d o d e c y l

    s u l f a t e

    ( S D S ) ( 0 . 1

    p e r c e n t ) ,

    a n d

    p r o t e a s e

    ( A l d r i c h )

    ( 5 0 0 , u g / m l ) .

    T h e

    m i x t u r e w a s

    i n c u b a t e d f o r

    6 0 m i n u t e s

    a t 3 7 C ,

    b o i l e d f o r

    5

    m i n u t e s ,

    a d d e d

    d i r e c t l y t o

    s a m p l e b u f f e r

    ( 5 0 p e r -

    c e n t

    g l y c e r o l ,

    0 . 0 1

    p e r c e n t

    b r o m p h e n o l

    b l u e ) ,

    a n d

    l o a d e d

    o n t o

    a 6 p e r c e n t a c r y l a m i d e

    s l a b g e l

    c o n t a i n i n g

    9 8 p e r c e n t

    f o r m a m i d e

    a n d

    2 0

    m M

    s o d i u m

    p h o s p h a t e

    a t

    pH

    7 . 0 . E l e c t r o p h o r e s i s w a s

    c o n d u c t e d f o r

    5 h o u r s a t

    1 6 0 v o l t s i n

    a r u nn i ng

    b u f f e r c o n t a i n i n g

    2 0

    mM

    s o d i u m

    p h o s p h a t e ,

    pH

    7 . 0 .

    T h e

    g e l s

    w e r e

    s t a i n e d

    w i t h

    e t h i d i u m

    b r o m i d e ( 2 , u g / m l )

    a n d t h e

    d e n a t u r e d DNA

    b a n d s ( b o t t o m i n s e t s )

    w e r e

    p h o t o g r ap h e d t hr o u g h

    a r e d

    f i l t e r

    a f t e r

    i l l u m i n a t i o n

    w i t h

    u l t r a v i o l e t

    l i g h t .

    D N a s e , d e o x y r i b o n u c l e a s e .

    3 SEPrEMBER

    1 9 7 6

    8 4 9

  • 7/23/2019 Chromsomal Subunites in Active Genes Have an Altered Conformation

    3/9

    c h i c k

    e r y t h r o c y t e s - t h i s

    l i n e o f r e d

    b l o o d

    c e l l s c o n t a i n s

    t h e

    a d u l t

    g l o b i n

    p o l y p e p t i d e

    c h a i n s - i s

    d i g e s t e d

    w i t h

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I s o t h a t

    1 0

    p e r c e n t

    i s

    a c i d

    s o l u b l e , a p p r o x i m a t e l y

    7 5

    p e r c e n t

    o f

    t h e g l o b i n c D NA

    p r o b e

    f a i l s

    t o h y b r i d -

    i z e w i t h

    t h e

    r e m a i n i n g 9 0 p e r c e n t

    o f t h e

    p u r i f i e d

    e r y t h r o c y t e DNA

    ( F i g .

    2 ) .

    S i m i -

    l a r l y , a f t e r

    t h e same

    a m o u n t

    o f

    d i g e s t i o n ,

    DNA i s o l a t e d f r o m

    t h e e m b r y o n i c l i n e

    o f

    e r y t h r o b l a s t s

    p r o t e c t s o n l y a b o u t

    5 0

    p e r -

    c e n t o f t h e c D NA a t

    s a t u r a t i o n . I n

    c o n -

    t r a s t , u n d i g e s t e d

    DNA i s o l a t e d

    f r o m

    e i -

    t h e r e m b r y o n i c

    o r

    a d u l t

    r e d c e l l s

    s a t u -

    r a t e s t h e

    p r o b e

    a t more t h a n 9 4

    p e r c e n t .

    T h e s e e x p e r i m e n t s

    s h o w t h a t , i n

    t h e

    d i f -

    f e r e n t

    r e d c e l l

    l i n e s , s p e c i f i c

    g l o b i n

    s e -

    F i g .

    2 .

    P r e f e r e n t i a l

    d i g e s t i o n

    o f

    a c t i v e

    g e n e s *

    T o t a l

    D NA

    ( G l o b i n )

    b y p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I .

    Red

    b l o o d

    100

    _

    5

    Day

    RBC

    (Gl o bi n )

    c e l l s

    ( R B C )

    were

    o b t a i n e d

    b y

    v e i n

    p u n c t u r e

    * a A 4

    f r o m

    1 8 - d a y ( c o n t a i n i n g

    a d u l t - t y p e

    g l o b i n

    o 1 8

    D a y

    R B C

    ( G l o b i n )

    c h a i n s )

    a n d

    5 - d a y

    ( c o n t a i n i n g

    e m b r y o - t y p e 8 0

    1 8

    D a y

    RBC

    ( O v a l )

    /'

    g l o b i n c h a i n s )

    c h i c k

    e m b r y o s .

    F i b r o b l a s t s

    . /

    were

    d i s s e c t e d f r o m t h e

    r e g i o n

    o f

    t h e

    d e v e l -

    * 5Day

    RBC

    Oval)

    o p i n g

    b r e a s t

    m u s c l e o f

    1 1 - d a y

    c h i c k

    e m b r y o s

    60_ F g b r o

    Oval)

    a n d

    grown

    i n

    c u l t u r e

    ( 1 7 ) .

    N u c l e i

    from

    1 8 - d a y

    /

    e m b r y o

    R B C ' s ,

    5 - d a y e m b r y o R B C ' s ,

    and

    1 1 -

    _ A

    d a y

    c u l t u r e d

    c h i c k

    e m b r y o

    f i b r o b l a s t s

    were

    I

    40

    i s o l a t e d

    i n

    RSB

    c o n t a i n i n g

    0 . 5

    p e r c e n t

    NP-40

    4 0 *

    a n d

    d i g e s t e d

    w i t h

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u -

    c l e a s e

    I

    u n t i l 1 0 t o 2 0

    p e r c e n t

    o f t h e

    DNA

    was

    *

    s o l u b l e

    i n

    a c i d

    ( l e g e n d

    t o

    F i g .

    1 ) .

    DNA

    was

    2 0 _

    p r e p a r e d

    a s

    f o l l o w s .

    N u c l e i

    were

    c e n t r i f u g e d

    a n d

    s u s p e n d e d

    i n

    0 . 1

    p e r c e n t

    S D S ,

    1 0 0

    , u g

    of

    pronase

    per

    m i l l i l i t e r ,

    and

    5

    mMEDTA

    I

    o v e r n i g h t

    a t

    3 7 C .

    T h e

    s a m p l e

    was ex -

    0 1

    2

    3

    4

    t r a c t e d s e v e r a l

    t i m e s

    with

    e q u a l

    volumes

    of a mixture of

    p h e n o l

    a n d

    c h l o r o f o r m

    lo g

    Cot

    ( 1

    : 1 ) ,

    a n d

    s e v e r a l

    t i m e s w i t h

    a

    mixture

    o f

    chloroform

    a n d

    i s o a m y l

    a l c o h o l

    ( 2 4 : 1 ) .

    T h e

    r e s u l t a n t

    a q u e o u s

    p h a s e

    was

    m a d e

    0 .

    1M

    w i t h

    r e s p e c t

    t o

    N a C l ,

    a n d

    t h e n u c l e i c a c i d

    was

    p r e c i p i t a t e d

    o v e r n i g h t

    a t

    -20C

    with two

    volumes o f 9 5

    p e r c e n t

    e t h a n o l .

    T h e

    n u c l e i c a c i d

    was

    recovered

    b y

    c e n t r i f u g a t i o n

    f o r 30

    minutes

    a t

    1 0 , 0 0 0

    r e v / m i n

    ( H B - 4

    head

    o f a S o r v a l l R C-5

    c e n t r i f u g e ) ,

    s u s p e n d e d

    i n

    1 0 mM

    N a C l ,

    1 0

    mM

    t r i s - H C l (pH

    7 . 4 ) ,

    a n d

    i n c u b a t e d f o r 3 0

    m i n u t e s

    a t

    3 7 C

    w i t h

    l ; b o n u c l e a s e

    A

    ( 2 0

    , u g / m l )

    ( W o r t h i n g t o n )

    t h a t

    h a d

    b e e n

    b o i l e d f o r

    30

    m i n u t e s . T h e

    p r e p a r a t i o n

    wa s

    a g a i n

    e x t r a c t e d

    w i t h

    t h e

    p h e n o l - c h l o r o f o r m

    a n d

    t h e n

    c h l o r o f o r m - i s o a m y l

    a l c o h o l

    m i x t u r e s

    an d

    t h e e x t r a c t

    was

    p r e c i p i t a t e d

    w i t h e t h a n o l .

    The

    DNA

    c o n c e n t r a t i o n was

    d e t e r m i n e d

    b y

    a b s o r b a n c y

    a t

    2 6 0 nm

    i n

    a

    Z e i s s

    s p e c t r o p h o t o m e t e r

    (DNA

    a t

    1

    m g / m l

    g a v e

    2 0 A 2 6 O ) .

    TotalDNA

    was

    p r e p a r e d

    d i r e c t l y

    from

    1 8 - d a y

    r e d c e l l n u c l e i a nd

    s o n i c a t e d

    s o t h a t

    t h e

    a v e r a g e

    l e n g t h c o r r e s p o n d e d

    t o

    5 0 0 n u c l e o t i d e s .

    T he

    cDNA

    c o m p l e m e n t a r y

    t o

    g l o b i n

    mRNA

    from a d u l t

    r e t i c u l o c y t e s

    was

    p r e p a r e d

    as d e s c r i b e d

    ( 1 7 ) . H y b r i d i z a t i o n s

    were

    c o n d u c t e d

    with

    a n

    excess

    o f

    DNA t o

    cDNA

    ( 1

    x

    1 0 7

    t o

    2

    x

    1 0 7 : 1 )

    a nd

    a n a l y z e d ( 1 7 ) .

    T he DNA

    s a m p l e s

    s u s p e n d e d

    i n a

    m i x t u r e o f 0 . 3 M

    N a C l ,

    50mM

    t r i s - H C I

    (pH

    7 . 4 ) ,

    and 0 . 1

    p e r c e n t

    S D S a n d

    r a n g i n g

    i n

    c o n c e n t r a t i o n

    from

    1

    t o

    2 0

    m g / m l

    were d e n a t u r e d

    b y

    h e a t

    a n d

    a n n e a l e d a t

    6 5 C ( a t

    1 0 0 0

    c o u n t l

    m i n

    p e r

    5

    , u l

    o f

    r e a c t i o n

    m i x t u r e )

    t o

    [ 3 H ] d e o x y c y t i d i n e -

    a n d

    [ 3 H ] t h y m i d i n e - l a b e l e d

    cDNA

    ( 5

    x

    1 0 7

    t o

    8

    x

    1 0 7

    c o u n t / m i n

    p e r

    m i c r o g r a m ) .

    Under

    t h e s e

    c o n d i t i o n s

    t h e

    c a l c u l a t e d r a t i o

    o f

    g l o b i n

    DNA

    t o

    g l o b i n

    cDNA wa s

    1 0 :

    I

    t o 15:

    1 .

    P o l y p r o p y l e n e

    t u b e s o v e r l a i d

    w i t h

    p a r a f f i n

    o i l

    were

    used

    f o r t h e

    h y b r i d i z a t i o n s .

    At i n t e r v a l s

    ( f r o m

    5 . 7

    m i n u t e s

    t o 9 6

    h o u r s ) ,

    0 - , u l

    s a m p l e s

    o f

    r e a c t i o n

    m i x t u r e s

    were

    p i p e t t e d

    i n t o 4 0 0

    , 1

    o f a

    m i x t u r e o f

    3 0 mM s o d i u m

    a c e t a t e (pH

    4 . 5 ) ,

    0. 1 5 M

    N a C l ,

    I

    mM

    Z n S O 4 ,

    an d

    1 0

    u g

    o f

    d e n a t u r e d

    DNA

    from s a l m o n

    s p e r m .

    H a l f

    ( 2 0 0

    , u l )

    o f

    t h e

    a b o ve m i x t u r e

    wa s

    i m m e d i a t e l y p r e c i p i t a t e d

    w i t h t r i ch l o r oa c e ti c a c i d

    ( T C A )

    a n d

    t h e o t h e r h a l f

    wa s

    i n c u b a t e d w i t h

    p a r t i a l l y p u r i f i e d

    S I

    n u c l e a s e

    a t

    4 5 C

    f o r 4 0 m i n u t e s .

    The

    p e r c e n t a g e

    o f

    h y b r i d i z a t i o n

    was

    d e t e r m i n e d

    b y c o m p a r i s o n

    o f t h e

    T C A - p r e c i p i t a b l e r a d i o a c t i v i t y r e m a i n i n g

    a f t e r

    SI

    d i g e s t i o n

    t o t ha t

    p r e c i p i t a b l e

    i n

    t h e

    u n d i g e s t e d

    s a m p l e s .

    Th e S I

    b a c k g r o u n d

    r a d i o a c t i v i -

    t y

    r a n g e d

    from 2

    t o

    6

    p e r c e n t .

    The

    p e r c e n t a g e

    o f

    h y b r i d i z e d

    cDNA

    i s

    p l o t t e d

    a s a

    f u n c t i o n o f

    t h e

    C o t ,

    which

    r e p r e s e n t s

    t h e

    c o n c e n t r a t i o n

    o f

    d e o x y r i b o n u c l e o t i d e ( m o l e s )

    t i m e s

    t h e

    t i m e o f

    d i g e s t i o n

    ( s e c o n d s )

    p e r

    l i t e r

    ( 2 8 ) .

    The

    s a m e

    p l a t e a u s

    were

    o b t a i n e d

    a t

    c o n c e n t a t i o n s

    o f d r i v e r

    DNA

    f r o m 2 t o

    20

    m g / m l

    i n

    a r e a c t i o n

    volume

    o f 50

    I A I

    t o which cDNA

    ( 5 0 0 0

    c o u n t / m i n )

    was

    a d d e d .

    A-A)

    T o t a l

    DNA

    h y b r i d i z e d

    t o

    g l o b i n

    cDNA;

    ( @ -

    5 - d a y

    r e d c e l l DNA

    t r e a t e d w i t h

    d e o x y r i b o n u -

    c l e a s e

    I

    a n d

    h y b r i d i z e d

    t o

    g l o b i n cDNA;

    00O)

    1 8 - d a y

    r e d c e l l

    DNA

    t r e a t e d

    w i t h

    d e o x y r i -

    bonuclease

    I

    a n d

    h y b r i d i z e d

    t o

    g l o b i n cDNA; O-

    1 8 - d a y

    r e d

    c e l l

    DNA

    t r e a t e d w i t h

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    and

    h y b r i d i z e d

    t o

    o v a l b u m i n

    cDNA;

    m-

    )

    5 - d a y

    r e d

    c e l l

    DNA

    t r e a t e d

    w i t h

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    and

    h y b r i d i z e d

    t o o v a l b u m i n

    cDNA;

    A

    i b r o b l a s t DNA

    t r e a t e d

    w i t h

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    a n d

    h y b r i d i z e d

    t o o v a l b u m i n

    cDNA.

    8 5 0

    quences

    a re

    p a r t i c u l a r l y s e n s i t i v e

    t o

    d i -

    g e s t i o n .

    W e

    p r e s e n t

    e v i d e n c e

    b e l o w

    t h a t

    e m b r y o n i c

    b u t

    n o t

    a d u l t - s p e c i f i c

    g l o b i n

    seque,s

    a n d i g e s t e d

    i n

    e m b r y o n i c

    r e d

    cells

    adult

    but not

    e m b r y o - s p e c i f i c

    sequences

    are

    d i g e s t e d

    i n a d u l t

    r e d

    c e l l s .

    T h e s a m e

    p r e p a r a t i o n s

    o f

    d i g e s t e d

    n u c l e i

    f r o m

    e i t h e r

    t h e

    a d u l t o r

    e m b r y o n i c

    l i n e o f

    r e d c e l l s c o n t a i n s t h e

    DNA

    sequences

    c o d i n g

    f o r o v a l b u m i n mRNA

    ( F i g .

    2 ) .

    M o s t

    i m p o r t a n t l y ,

    n u c l e i f r o m c u l t u r e d

    c h i c k

    f i b r o b l a s t s o r

    f r e s h l y i s o l a t e d

    c h i c k

    b r a i n ,

    a f t e r

    1 0

    t o 2 0

    p e r c e n t d i g e s t i o n

    ( m o r e e x t e n s i v e

    a m o u n t s

    o f

    d i g e s t i o n

    were

    n o t

    t e s t e d ) ,

    r e t a i n

    t h e

    DNA

    s e -

    q u e n c e s c o d i n g f o r

    b o t h a d u l t

    a n d

    e m b r y -

    o n i c

    g l o b i n

    ( F i g . 3 ) .

    I n

    a d d i t i o n ,

    t h e f i b r o -

    b l a s t

    n u c l e i

    r e t a i n

    t h e

    DNA

    sequences

    c o d i n g

    f o r o v a l b u m i n

    ( F i g . 2 ) .

    I n

    c o n -

    t r a s t ,

    d i g e s t i o n

    o f r ed

    c e l l

    n u c l e i t o

    DNA

    f r a g m e n t s o f a p p r o x i m a t e l y t h e

    s a m e

    s i z e

    b y

    a d i f f e r e n t

    n u c l e a s e ,

    s t a p h y l o c o c -

    c a l

    n u c l e a s e , r e s u l t s

    i n

    n o

    p r e f e r e n t i a l

    d i g e s t i o n

    o f

    a n y

    g l o b i n

    sequences

    ( F i g .

    3 ) . T h i s

    was

    f i r s t s h o w n

    b y

    A x e l

    e t a l .

    ( 1 3 )

    a n d

    r e c e n t l y e x t e n d e d b y

    L a c y

    a n d

    A x e l

    ( 1 9 ) .

    I n summary,

    d i g e s t i o n o f n u c l e i

    w i t h

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u c l e a s e r e v e a l s

    t h a t

    s p e c i f i c

    g l o b i n sequen ces a re

    p r e f e r -

    e n t i a l l y d e g r a d e d i n e r y t h r o i d

    c e l l s , b u t

    n o t

    i n n o n e r y t h r o i d

    c e l l s . S i m i l a r l y ,

    t h e

    o v a l b u m i n gene

    i s n o t p r e f e r e n t i a l l y d i -

    g e s t e d i n c e l l s t h a t

    d o n o t p r o d u c e o v a l -

    b u m i n .

    I d e n t i f i c a t i o n

    o f

    G l o b i n

    G e n e s

    D i g e s t e d

    i n

    A d u l t

    a n d

    E m b r y o n i c

    N u c l e i

    T h e f a i l u r e

    o f DNA

    i s o l a t e d

    f r o m

    r e d

    c e l l n u c l e i t r e a t e d w i t h

    d e o x y r i b o n u -

    c l e a s e I t o s a t u r a t e t h e c D N A

    p r o b e

    ( F i g . 2 ) c o u l d b e d u e i )

    t o t h e

    s p e c i f i c

    d e g r a d a t i o n o f

    a

    u n i q u e

    s u b s e t o f

    g l o b i n

    genes,

    a s we

    h a v e s u g g e s t e d , or

    i i )

    t o

    a n

    o v e r a l l

    r e d u c t i o n

    i n DNA

    sequences

    c o m p l e m e n t a r y

    t o a l l

    sequences p r e s e n t

    i n t h e cDNA, r e s u l t i n g i n

    a

    s i t u a t i o n

    w h e r e

    t h e

    c D N A

    i s

    i n

    excess.

    T o

    e x c l u d e

    t h e

    s e c o n d p o s s i b i l i t y , we h a v e

    p e r -

    f o r m e d

    s e v e r a l

    o f

    t h e r e a n n e a l i n g

    exper-

    i m e n t s s h o w n i n F i g .

    2

    w i t h o n e - t e n t h

    t h e

    a m o u nt

    o f

    d r i v e r

    DNA

    ( t h a t

    i s ,

    t h e

    DNA

    w h i c h

    d e t e r m i n e s t h e r a t e o f

    t h e

    r e a c t i o n )

    a n d

    t h e

    s a m e

    a m o u n t

    o f

    cDNA.

    U n d e r t h e s e

    c o n d i t i o n s ,

    n o

    c h a n g e

    i s

    o b s e r v e d i n t h e

    l e v e l o f

    s a t u r a t i o n

    o f

    t h e cDNA. T h i s

    d e m o n s t r a t e s

    t h a t

    s p e -

    c i f i c

    g l o b i n

    DNA

    sequences

    are

    d i g e s t e d

    b y

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u c l e a s e a n d

    a l s o t h a t

    s p e c i f i c

    sequences

    a re

    r e s i s t a n t .

    As

    was

    m e n t i o n e d

    p r e v i o u s l y ,

    o u r

    c D N A

    p r o b e

    c o n t a i n s

    sequences

    c o m -

    p l e m e n t a r y

    t o t h r e e a d u l t

    g l o b i n

    mRNA

    S C I E N C E , VOL. 1 9 3

    i c g l o b i n

    p o l y p e p ti d e c h ai n s

    ( 1 7 ) . T h u s ,

    e m b r y o n i c

    r e d c e l l

    RNA

    s a t u r a t e s a b o u t

    7 0 p e r c en t

    o f

    t h e

    c D N A

    p r o b e

    p r e p a r e d

    f r o m a d u l t

    r e d c e l l

    g l o b i n

    mRNA, w h i l e

    a d u l t r e d

    c e l l

    RNA

    s a t u r a t e s t h e l a b e l e d

    p r o b e a t

    a b o u t 9 5

    p e r c e n t ( 1 7 ) . T h e

    c r o s s r e a c t i o n o f t h e

    a d u l t

    p r o b e

    w i t h

    e m b r y o n i c

    RNA

    i s

    q u a l i t a t i v e l y a t t r i b u t -

    a b l e

    t o

    t h e f a c t t h a t

    t h e

    a d u l t

    l i n e

    o f

    r e d

    c e l l s

    s y n t h e s i z e t h r e e m a i n

    t y p e s

    o f g l o -

    b i n

    c h a i n s ,

    t w o o f

    w h i c h

    a r e

    i d e n t i c a l t o

    c h a i n s s y n t h e s i z e d

    b y t h e

    e m b r y o n i c

    l i n e

    o f

    r e d

    c e l l s

    a n d

    t h e t h i r d

    b e a r s a b o u t a

    5 0

    p e r c e n t

    h o m o l o g y b y t r y p t i c

    p e p t i d e

    a n a l y s i s

    ( 1 8 )

    t o

    t w o

    o t h e r

    e m b r y o n i c

    g l o -

    b i n

    c h a i n s .

    When t h e

    DNA

    i n

    n u c l e i

    f r o m

    a d u l t

  • 7/23/2019 Chromsomal Subunites in Active Genes Have an Altered Conformation

    4/9

    m o l e c u l e s . T h e

    r e s i s t a n t DNA o b t a i n e d

    a f t e r

    e m b r y o n i c e r y t h r o b l a s t n u c l e i

    are

    m i l d l y t r e a t e d w i t h d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    s a t u r a t e s

    t h e c D N A

    p r o b e a t a b o u t 5 0

    p e r c e n t . O u r h y p o t h e s i s

    i s t h a t

    o n l y

    a c -

    t i v e l y

    t r a n s c r i b i n g

    g l o b i n genes a r e

    d i -

    g e s t e d .

    S i n c e

    two

    o f t h r ee

    a d u l t

    g l o b i n

    g e n e s a r e a l s o

    a c t i v e

    i n t h e

    e m b r y o n i c

    r e d c e l l l i n e , we p r e d i c t

    t h a t two

    a d u l t

    g l o b i n g e n e s

    a r e

    d i g e s t e d

    i n

    e m b r y o n i c

    c e l l s

    a n d

    t h e

    t h i r d

    i s

    r e s i s t a n t . To

    t e s t

    t h i s , p o l y s o m a l RNA

    f r o m

    e m b r y o n i c

    r e d

    c e l l s w a s a d d e d

    t o

    t h e

    h y b r i d i z a t i o n

    m i x t u r e

    w h i c h a l s o

    c o n t a i n e d 3 H - l a b e l e d

    c DNA f r o m a d u l t

    g l o b i n

    mRNA a n d

    p a r -

    t i a l l y

    d i g e s t e d

    DNA

    f r o m e m b r y o n i c

    r e d

    c e l l n u c l e i .

    Under t h e s e c o nd i ti o ns ,

    t h e

    c D N A i s f u l l y s a t u r a t e d

    a t

    a b o u t 9 8

    p e r -

    c e n t ( F i g . 4 ) . T h u s ,

    e m b r y o n i c r e d

    c e l l

    RNA f u l l y

    c o m p l e m e n t s t h e

    d e f i c i e n c y

    i n g l o b i n DNA sequences r e s u l t i n g

    f r o m

    t h e d i g e s t i o n . T h i s i m p l i e s t h a t

    e m b r y o n -

    i c

    s e q u e n c e s a r e

    a b s e n t a n d t h e

    a d u l t -

    s p e c i f i c

    s e q u e n c e s

    a re

    p r e s e n t

    i n

    t h e

    DNA

    f r o m

    t h e e m b r y o n i c

    red

    c e l l

    n u c l e i

    t r e a t e d w i t h

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I.

    A s i m i l a r t y p e

    o f

    a n a l y s i s

    s u g g e s t s t h a t

    a d u l t - s p e c i f i c sequences

    a re

    p r e f e r e n -

    t i a l l y d i g e s t e d i n t h e a d u l t

    l i n e

    o f r ed

    c e l l

    n u c l e i .

    F i g u r e

    2 s h o w s t h a t t h e c D N A

    i s

    s a t u r a t e d a t

    a b o u t

    2 5 p e r c e n t b y

    DNA

    i s o l a t e d

    f r o m a d u l t

    r e d

    c e l l n u c l e i

    t r e a t e d

    w i t h p a n c r e a t i c d e o x y r i b o n u c l e a s e .

    O u r

    h y p o t h e s i s i n

    t h i s c a s e i s t h a t

    o n l y

    a d u l t -

    s p e c i f i c g l o b i n genes

    a re d i g e s t e d . I n

    p r i n c i p l e ,

    i f t h i s i s

    t r u e , t h e n none o f t h e

    p r o b e

    s h o u l d b e

    p r o t e c t e d

    f r o m

    n u cle-

    a s e .

    W e

    b e l i e v e

    t h a t t h e p a r t i a l

    p r o t e c -

    t i o n

    o f

    t h e

    p r o b e

    b y

    DNA

    o b t a i n e d

    f r o m

    a d u l t n u c l e i t r e a t e d w i t h

    d e o x y r i b o n u -

    c l e a s e I c a n b e e x p l a i n e d

    b y two e m b r y -

    o ni c g l o bi n

    genes

    t h a t b e a r a

    m a r k e d

    h o m o l o g y t o t h e / 3 - g l o b i n gene i n

    t h e

    a d u l t ( 1 8 ) . T h e s e e m b r y o - s p e c i f i c

    g l o b i n

    g e n e s ( n a m e d

    E

    a n d p ) w o u l d b e

    p r e s e n t

    i n t h e

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I - r e s i s t a n t

    f r a c -

    t i o n f r o m a d u l t r e d

    c e l l

    n u c l e i a n d ,

    b y

    v i r t u e o f

    t h e i r homology

    t o t h e

    a d u l t

    /

    g l o b i n , w o u l d

    b e e x p e c t e d t o p a r t i a l l y

    p r o t e c t

    s o me

    o f

    t h e

    c D NA.

    S i n c e

    t h e

    a d u l t

    ( 3 - e n e

    c o d e s f o r a b o u t 5 0

    percent

    o f

    t h e

    a d u l t

    g l o b i n c h a i n s ,

    i t i s n ot u n r e a -

    s o n a b l e t h a t

    i t

    c o n s t i t u t e s

    a b o u t

    5 0 per-

    c e n t o f

    o u r cDNA

    p o p u l a t i o n .

    I n a d d i -

    t i o n , p e p t i d e a n a l y s i s

    h a s shown a b o u t a

    5 0

    p e r c e n t

    i d e n t i t y i n t r y p t i c

    p e p t i d e s

    b e t w e e n

    t h e

    f 3 - g l o b i n

    i n a d u l t s

    a n d t h e

    e -

    a n d

    p - g l o b i n c h a i n s

    i n t h e embryo

    ( 1 8 ) .

    T h u s , i f

    o u r l o g i c i s c o r r e c t ,

    we p r e d i c t

    t h a t t h e d i g e s t e d a d u l t n u c l e i

    s h o u l d s a t u -

    r a t e a b o u t

    2 5 percent

    o f

    t h e cDNA

    probe

    ( 5 0

    p e r c e n t

    x

    5 0

    p e r c e n t

    =

    2 5

    p e r c e n t ) .

    T o

    t e s t

    t h i s ,

    e m b r y o n i c r e d c e l l RNA

    w a s

    a d d e d

    t o t h e

    h y b r i d i z a t i o n m i x t u r e

    c o n t a i n i n g

    t h e

    c D N A

    a n d DNA

    f r o m

    t r e a t e d

    a d u l t

    n u c l e i . U n d e r

    t h e s e

    c o n d i -

    3

    S E P T E M B E R

    1 9 7 6

    4'

    t i o n s , t h e p r o b e i s

    s a t u r a t e d

    a t a b o u t 7 0

    p e r c e n t ( F i g . 4 ) .

    T h i s

    i s

    p r e c i s e l y

    t h e

    s a t u r a t i o n

    a c h i e v e d

    b y

    p u r e

    e m b r y o n i c

    r e d

    c e l l RNA a l o n e

    1 7 ) ,

    a n

    i n d i c a t i o n

    t h a t t h e

    d e o x y r i b o n u c l e a s e I - r e s i s t a n t

    DNA f r o m a d u l t

    r e d c e l l s c o n t a i n s n o

    a d u l t - s p e c i f i c

    g l o b i n

    s e q u e n c e s

    ( T a b l e 1 ) .

    T h e

    s e n s i t i v i t y

    o f

    t h e

    g l o b i n

    g e n e s

    t o

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    c o u l d

    b e r e l a t e d

    t o

    t h e f a c t

    t h a t t h e y a r e

    e x t r e m e l y

    a c t i v e

    i n

    t r a n s c r i p t i o n

    a n d

    a r e

    t h e r e f o r e

    n o t

    t y p i -

    c a l o f m o s t o f t h e

    g e n e s

    a c t i v e l y b e i n g

    t r a n s c r i b e d .

    T h e

    c h i c k e n

    g e n o m e

    c o n -

    t a i n s e n d o g e n o u s

    DNA

    s e q u e n c e s

    c o m -

    1 0 0

    9 0 0

    _

    F i b r o b l a s t

    ( P a n c )

    8

    80

    aRC

    0

    B r a i n

    ( P a n c ) 0

    c 7 8 0

    -

    ^

    a 8

    A n , R B C

    ( S t a p h )

    0

    7 0

    D

    60

    2

    0

    ( D

    ~ ~ ~ ~ 0

    . O

    5 0

    _ - /

    4 0

    0

    a :

    v

    c o

    30

    -

    a

    I

    20

    _

    I O L

    _

    p l e m e n t a r y t o t ho s e o f

    a v i a n

    t u m o r v i r u s -

    es

    ( A T V ) .

    A c D N A p r o b e

    ma de

    a g a i n s t

    a

    s p e c i f i c t y p e o f a v i a n

    tumor

    v i r u s ,

    a v i a n

    m y e l o b l a s t o s i s

    v i r u s

    RNA

    ( A M V ) ,

    h y -

    b r i d i z e s w i t h c h i c k e n DNA

    w i t h a s e -

    q u e n c e

    h o m o l o g y

    o f a b o u t

    6 0

    p e r c e n t

    a n d a

    log

    C 0 t 1 2

    o f

    a b o u t

    1 . 7 5 .

    T h i s

    c o r r e -

    s p o n d s t o a b o u t e i g h t

    t o t e n c o p i e s

    o f

    en -

    d o g e n o u s

    ATV DNA

    per

    c e l l .

    I n

    s e p a r a t e

    e x p e r i m e n t s

    t h e t o t a l RNA

    f r o m

    e m b r y -

    o n i c c h i c k

    e r y t h r o b l a s t s

    was

    h y b r i d i z e d

    t o

    t h e

    3 H - l a b e l e d

    AMV

    cDNA.

    T h e

    k i -

    n e t i c s o f h yb r i d i z at io n

    i n d i c a t e d

    t h a t

    f r o m

    o n e - t e n t h

    t o

    two

    c o p i e s

    o f

    e n d o g e -

    0

    2 3 4

    1

    2 3

    4

    l o g

    C o t

    l o g

    C o t '

    F i g .

    3 l e f t ) .

    R e t e n t i o n o f i n a c t i v e

    genes

    a f t e r

    treatment

    o f

    n u c l e i

    w i t h

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u -

    c l e a s e . A s w a s d e s c r i b e dl e g e n d

    t o F i g . 2 ) , 1 8 - d a y

    R BC

    n u c l e i a n d

    1 1 - d a y f i b r o b l a s t

    n u c l e i

    were

    i s o l a t e d f r o m

    c h i c k

    e m b r y o s . B r a i n s were

    d i s s e c t e d f r o m 1 - d a y c h i c k

    e m b r y o s ,

    i n c u b a t e d f o r 3 0

    m i n u t e s

    i n

    PBS

    ( G i b c o ) w i t h

    0 . 1

    p e r c e n t

    t r y p s i n ,

    washed r e p e a t e d l y

    w i t h

    PBS

    t o

    e l i m i n a t e c o n -

    t a m i n a t i n g

    R B C ' s ,

    a n d

    l y s e d

    b y

    h o m o g e n i z a t i o n

    i n

    RS B

    w i t h

    0 . 5

    p e r c e n t

    N P - 4 0 .

    F i b r o b l a s t

    a n d

    b r a i n n u c l e i w e r e

    d i g e s t e d

    s o

    t h a t 2 0 p e r c e n t o f t h e DNA was

    a c i d

    s o l u b l e

    ( l e g e n d

    t o

    F i g .

    1 .

    T h e

    1 8 - d a y R B C ' s w e r e d i g e s t e d

    u n t i l 5 0 p e r c e n t o f t h e

    DNA

    was a c i d

    s o l u b l e w i t h

    s t a p h y l o c o c c a l

    n u c l e a s e

    ( 5 0g/ml) f o r 1 5

    m i n u t e s

    a t

    7C i n RS B

    s u p p l e m e n t e d

    w i t h

    1 0 - 4 M

    C a C l 2 .

    M o r e

    t ha n 8 0

    p e r c e n t

    o f t h e a c i d

    i n s o l u b l e

    DNA

    f r o m t h i s

    p r e p a r a t i o n

    c o n s i s t e d

    o f

    2 0 t o

    1 4 5

    b a s e

    p a i r s ,

    a s

    a n a l y z e d - o n

    6 p e r c e n t a c r y l a m i d e

    g e l s .

    Th e

    i s o l a t i o n o f

    r e s i s t a n t

    DNA

    f r o m

    t h e

    d i g e s t e d

    n u c l e a r

    p r e p a r a t i o n s

    a n d

    t h e

    c o n d i t i o n s

    a n d a n a l y s i s

    o f

    h y b r i d i z a t i o n ,

    i n c l u d i n g

    DNA

    c o n c en -

    t r a t i o n s a n d t i m e s o f i n c u b a t i o n , were

    a s d e s c r i b e d ( F i g .

    2 l e ge n d ) .

    ( 0 - 0 )

    F i b r o b l a s t

    DNA

    d i g e s t e d w i t h

    d e o x y r i b o n u c l e a s e I

    a n d

    h y b r i d i z e d

    t o g l o b i n cDNA;

    O - O

    )

    b r a i n DNA

    d i -

    g e s t e d

    w i t h

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    a n d h y b r i d i z e d

    t o

    g l o b i n

    cDNA;

    (A-A)

    1 8 - d a y

    r e d

    b l o o d

    c e l l

    D NA d i g e s t e d w i t h s t a p h y l o c o c c a l

    n u c l e a s e a n d h y b r i d i z e d

    t o

    g l o b i n

    cDNA.

    F i g .

    4

    r i g h t ) .

    H y b r i d i z a t i o n k i n e t i c s o f

    g l o b i n

    cDNA

    a n d

    m i x t u r e s

    o f 5 - d a y

    e r y t h r o i d RNA a n d

    DNA

    f r o m 1 8 - d a y o r 5 - d a y

    RBC

    n u c l e i d i g e s t e d

    w i t h

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u c l e a s e .

    E m b r y o n i c

    e r y t h r o i d

    RNA w a s p r e p a r e d f r o m t h e

    c y t o p l a s m o f RBC's f r o m

    5 - d a y

    c h i c k

    e m b r y o s .

    T h e

    5 - d a y

    R B C ' s

    w e r e o b t a i n e d

    b y v e i n p u n c t u r e , washed

    r e p e a t e d l y

    w i t h

    a u t o c l a v e d

    P B S ,

    a n d

    l y s e d

    i n

    a u t o c l a v e d RSB

    s u p p l e m e n t e d w i t h 0 . 5

    percent NP - 4 0

    an d

    mouse

    l i v e r r i b o n u c l e a s e

    i n h i b i t o r

    1 7 ) .

    N u c l e i

    w e r e

    s e d i m e n t e d

    i n

    a

    t a b l e - t o p

    c e n t r i f u g e ,

    a n d

    t h e

    s u p e r n a t a n t

    wa s e x t r a c t e d

    s e v e r a l t i m e s

    w i t h

    e q u a l v o l u m e s o f

    a

    s o l v e n t

    m i x t u r e c o n t a i n i n g

    p h e n o l - c h l o r o f o r m

    ( 1 : 1 )

    a n d

    t h e n s e v e r a l t i m e s w i t h

    a m i x t u r e

    o f

    c h l o r o f o r m a n d i s o a m y l

    a l c o h o l

    ( 2 4 :

    1 ) .

    T h e

    a q u e o u s

    p h a s e

    w a s

    m a d e

    0 .

    I M

    w i t h r e s p e c t

    t o

    N a C l ,

    a n d t he n u c l e i c

    a c i d

    was

    p r e c i p i t a t e d

    w i t h

    t w o

    v o l u m e s o f 9 5

    p e r c e n t e t h a n o l

    ( o v e r n i g h t

    at - 2 0 C ) a n d

    r e c o v e r e d

    b y

    c e n t r i f u g a t i o n

    f o r

    6 0

    m i n u t e s a t 1 1 , 0 0 0

    r e v / m i n

    ( H B - 4 h e a d o f a

    S o r v a l l

    R C - 5 c e n t r i f u g e ) ;

    i t

    was

    s u s p e n d e d

    i n

    a

    s o l u t i o n

    o f

    1 0 mMa C I , 1 0

    mM

    t r i s - H C I

    ( p H

    7 . 4 ) ,

    a n d 5 mM

    M n C l 2 , i n c u b a t e d

    w i t h

    r i b o n u c l e a s e - f r e e

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    ( 1 0

    u g/ml) ( W o r t h i n g t o n ) f o r

    3 0

    m i n u t e s a t

    7C,

    a n d

    a g a i n e x t r a c t e d

    w i t h

    t h e

    a b o v e

    s o l v e n t m i x t u r e s . T h e

    RNA wa s p r e c i p i t a t e d w i t h e t h a n o l a n d

    s u s p e n d e d

    i n

    a

    s o l u t i o n o f

    1

    0 m M

    N a C l ,

    1

    0 m M

    t r i s - H C I

    ( p H

    7 . 4 ) ,

    a n d

    t h e

    a m o u n t

    o f RNA

    was

    d e t e r m i n e d

    a t A 2 6 0

    i n

    a

    Z e i s s

    s p e c t r o p h o t o m e t e r

    (RNA

    a t

    1

    m g / m l

    =

    2 4 A 2 6 0 ) .

    T h e

    n u c l e i

    were

    d i g e s t e d w i t h

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u c l e a s e ( 1 0ug/ml) ( W o r t h i n g t o n )

    f o r 3 0

    m i n u t e s a t

    7C, a n d

    a g a i n e x t r a c t e d

    w i t h

    t h e

    c o n d i t i o n s ,

    a n d a n a l y s i s o f h y b r i d f o r m a t i o n a r e d e s c r i b e d

    i n F i g .

    2 .

    The

    r a t i o

    o f DNA

    t o

    R NA i n

    t h e

    h y b r i d i z a t i o n

    m i x t u r e

    w a s 1 0 :

    1 . The n u c l e i c a c i d

    c o n c e n t r a t i o n

    r a n g e d f r o m

    ( p e r

    m i l l i l i t e r )

    1 9

    m g o f

    D NA

    a n d 1 . 9 m g o f

    RNA

    t o 1 . 9

    mg o f DNA a n d

    0 . 1 9

    mg

    f

    RNA.

    B e c a u s e

    o f t h e

    m i n o r

    c o n t r i b u t i o n

    o f

    R NA

    t o

    t h e t o t a l n u c l e i c a c i d c o n c e n t r a t i o n ,

    t h e

    RNA

    c o n c e n t r a t i o n wa s n o t

    c o n s i d e r e d

    i n

    t h e

    c a l c u l a t i o n

    o f

    C o t .

    ( -

    - )

    DNA

    f r o m

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u c l e a s e -

    t r e a t e d 1 8 - d a y r e d

    b l o o d

    c e l l s p l u s RNA

    f r o m 5 - d a y

    e m b r y o n i c

    r e d

    b l o o d

    c e l l s

    h y b r i d i z e d

    t o

    g l o b i n cDNA.

    (0--)

    DNA

    f r o m

    p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u c l e a s e - t r e a t e d

    5 - d a y

    r e d

    b l o o d

    c e l l s

    p l u s RNA

    f r o m 5 - d a y

    e m b r y o n i c

    r e d

    b l o o d c e l l s

    h y b r i d i z e d

    t o

    g l o b i n

    cDNA.

    8 5 1

  • 7/23/2019 Chromsomal Subunites in Active Genes Have an Altered Conformation

    5/9

    -4

    - 3 - 2

    - 1

    0 2

    3

    4

    Log

    C o t

    F i g .

    5 . P r e f e r e n t i a l

    d i g e s t i o n

    o f

    e n d o g e n o u s

    a v i a n

    tumor

    v i r u s

    ( A T V )

    genes

    b y

    d e o x y r i b o n u -

    c l e a s e I ,

    i n

    t h e e m b r y o n i c

    l i n e o f c h i c k

    e r y t h r o b l a s t s .

    P r e p a r a t i o n s

    o f DNA an d

    p r o c e d u r e s

    f o r

    d i g e s t i o n

    a n d

    h y b r i d i z a t i o n

    were

    as

    d e s c r i b e d

    ( F i g s .

    1

    a n d

    2 ) .

    The

    AMV

    cDNA wa s

    p r e p a r e d

    b y

    t h e

    m e t h o d

    d e s c r i b e d

    ( 1 7 )

    f o r

    g l o b i n

    cDNA. The

    t e m p l a t e

    f o r

    t h e r e a c t i o n

    wa s

    t h e

    3 5 5

    R NA

    p r e p a r e d f r o m

    p u r i f i e d

    v i r u s

    ( a g i f t

    f r o m J .

    B e a r d ) .

    The

    s p e c i f i c

    a c t i v i t y

    o f

    t h e

    p r o b e

    was

    a b o u t

    4

    x

    1 0 7

    t o

    6

    x

    1 0 7

    c o u n t / m i n

    per

    m i c r o g r a m ,

    a n d

    t h e

    p r o b e

    h y b r i d i z e d

    t o

    a b o u t

    9 0

    p e r c e n t

    w i t h

    i t s

    t e m p l a t e , w i t h

    a

    log

    C o t 1 / 2

    o f

    a b o u t

    - 2 . 7 5 .

    n o u s

    RNA

    sequences

    were

    p r e s e n t per

    c e l l .

    S i m i l a r

    very

    l o w

    b u t

    d e t e c t a b l e l e v e l s

    o f a c c u m u l a t i o n

    o f RNA

    sequences

    f r o m

    e n d o g e n o u s c h i c k e n

    v i r u s e s h a v e

    b e e n

    r e p o r t e d b y H a n a f u s a e t

    a l .

    ( 2 0 ) . D e s p i t e

    t h e f a c t t h a t t h i s

    gene

    h a s a l o w

    a c t i v i t y

    i n

    e r y t h r o b l a s t s ,

    i t i s

    n e v e r t h e l e s s

    s e n s i t i v e

    t o

    d i g e s t i o n b y p a n c r e a t i c

    d e o x y r i b o n u -

    c l e a s e

    i n

    i s o l a t e d

    n u c l e i

    ( F i g .

    5 ) .

    From

    t h e

    C O t 1 1 2

    o f t h e

    r e a c t i o n s , i t

    i s p o s s i b l e t o

    c a l c u l a t e t h a t

    t h e s e

    e n d o g e n o u s

    v i r a l

    s e -

    q u e n c e s

    a re a b o u t 1 0 0

    t i m e s more s e n s i -

    t i v e

    t o

    d e o x y r i b o n u c l e a s e I t h a n

    t h e b u l k

    o f

    t h e n u c l e a r

    DNA.

    T h u s ,

    two

    s p e c i f i c

    c l a s s e s o f

    a c t i v e genes

    a re p r e f e r e n t i a l l y

    d i g e s t e d

    b y

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I - t h e

    very a c t i v e g l o b i n

    genes

    a n d

    t h e

    l e s s

    a c t i v e e n d o g e n o u s

    RNA

    tumor

    v i r u s

    genes.

    D i g e s t i o n o f a

    S p e c i f i c C l a s s

    o f

    N u c l e a r

    D NA S e q u e n c e s

    T h e

    n e x t

    q u e s t i o n

    i s

    w h e t h e r a f t e r

    2 0

    p e r c e n t

    d i g e s t i o n

    o f

    n u c l e i

    b y d e o x y r i -

    b o n u c l e a s e I

    a

    s p e c i f i c

    2 0

    p e r c e n t

    o f

    t h e

    DNA

    sequences

    i s

    a b s e n t f r o m t h e r e -

    m a i n i n g

    DNA.

    T o t a l

    [ 3 H ] t h y m i d i n e - l a -

    b e l e d c h i c k DNA was

    h y b r i d i z e d

    w i t h

    a

    1 0 , 0 0 0 - f o l d

    excess o f d r i v e r

    DNA

    o b -

    t a i n e d a f t e r m i l d

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    t r e a t m e n t o f

    e m b r y o n i c

    r e d

    c e l l n u c l e i .

    F i g u r e

    6

    s h o w s

    t h a t

    7 8

    p e r c e n t

    o f

    t h e

    t o t a l

    3 H - l a b e l e d

    DNA

    i s

    p r o t e c t e d

    a t

    s a t -

    u r a t i o n

    w h e n

    DNA

    f r o m

    n u c l e i

    t r e a t e d

    w i t h

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    i s

    u s e d t o d r i v e

    t h e

    r e a c t i o n .

    I n

    c o n t r a s t ,

    w h e n

    t h e

    d r i v e r

    DNA i s DNA

    o b t a i n e d

    f r o m

    t h e

    1 l S

    m o n o me r s

    p r o d u c e d

    b y

    s t a p h y l o c o c c a l

    n u c l e a s e

    t r e a t m e n t o f

    n u c l e i ,

    9 4

    p e r c e n t

    o f

    t h e

    l a b e l e d

    DNA

    i s

    p r o t e c t e d

    f r o m

    S I

    n u c l e a s e .

    A d d i t i o n o f

    t o t a l

    DNA

    ( b u t

    n o t

    d e o x y r i b o n u c l e a s e I - t r e a t e d

    DNA)

    t o t h e

    r e a c t i o n

    a f t e r 7 8

    p e r c e n t s a t u r a t i o n

    i s

    a c h i e v e d

    i n c r e a s e s

    t h e

    e x t e n t

    o f

    h y b r i d i -

    z a t i o n t o 9 5

    p e r c e n t ( F i g .

    6

    a n d

    T a b l e

    2 A ) .

    T h i s

    s u g g e s t s

    t h a t

    t h e

    s m a l l e s t

    d e o x y r i -

    b o n u c l e a s e - d i g e s t e d

    f r a g m e n t s

    d o

    n o t

    i n -

    h i b i t

    t h e

    h y b r i d i z a t i o n

    o f

    l o n g e r

    f r a g -

    ments

    a n d

    t h a t

    t h e

    f a i l u r e

    t o

    r e a c h f u l l

    s a t u r a t i o n

    i s

    d u e

    t o

    t h e a b s e n c e

    o f a

    p a r t i c u l a r s u b s e t

    o f

    s e q u e n c e s i n

    t h e

    d e o x y r i b o n u c l e a s e - t r e a t e d

    DNA. T h e

    s a t u r a t i o n

    v a l u e

    d e c r e a s e s

    t o

    6 5

    p e r c e n t

    a f t e r 5 2

    p e r c e n t

    d i g e s t i o n

    ( T a b l e

    2 ) .

    W h e t h e r

    t h e

    s p e c i f i c n u c l e a r

    DNA

    s e -

    q u e n c e s

    t h a t

    a r e

    p r e f e r e n t i a l l y

    d i g e s t e d

    b y

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I

    a r e

    r e l a t e d t o

    t h e

    s e q u e n c e s

    t h a t a r e

    a c t i v e l y

    b e i n g

    t r a n -

    s c r i b e d wa s

    t e s t e d a s

    f o l l o w s . T h e DNA

    f r o m

    n u c l e i d i g e s t e d

    t o 2 0 p e r c e n t

    a c i d

    s o l u b i l i t y

    wa s

    h y b r i d i z e d

    t o

    t o t a l

    [ 3 H ] t h y m i d i n e - l a b e l e d

    t r a c e r DNA. A f t e r

    s a t u r a t i o n

    h a d

    b e e n r e a c h e d

    ( 7 8

    p e r -

    c e n t ) ,

    n u c l e a r RNA w a s

    a d d e d

    t o t h e

    h y b r i d i z a t i o n

    r e a c t i o n .

    U n d e r

    t h e s e

    c o n -

    d i t i o n s , t h e

    s a t u r a t i o n

    v a l u e i n c r e a s e s

    t o

    8 9 p e r c e n t

    ( F i g .

    6

    i n s e t ) .

    T h e

    d i f f e r e n c e

    i n s a t u r a t i o n

    b e t w e e n

    t h e r e a c t i o n s

    t h a t

    o c c u r i n t h e

    p r e s e n c e

    a n d

    a b s e n c e

    o f

    a d d e d

    n u c l e a r RNA

    ( 7 8

    v e r s u s

    8 9

    p e r -

    c e n t )

    i s

    v e r y

    r e p r o d u c i b l e a n d

    i s

    p r o b -

    a b l y

    d u e t o

    RNA- DNA

    h y b r i d

    f o r m a t i o n

    T a b l e

    1 .

    O b s e r v e d

    a n d

    p r e d i c t e d

    s a t u r a t i o n

    o f

    g l o b i n

    c D N A

    b y

    v a r i o u s

    n u c l e i c a c i d

    p r e p a r a t i o n s .

    G l o b i n

    g e n e

    t e r m i n o l o g y

    i s

    b a s e d on

    t h e

    t r y p t i c

    p e p t i d e

    a n a l y s i s

    o f

    B r o w n a n d

    I n g r a m

    1 8 ) ,

    a s i s

    t h e

    r e p r e s e n t a t i o n

    o f

    g l o b i n

    c h a i n s

    i n

    t h e

    a d u l t

    ( 1 8 - d a y )

    a n d

    e m b r y o n i c

    ( 5 - d a y )

    r e d b l o o d

    c e l l

    ( R B C ) ' p o p u l a t i o n s ; ( + )

    i n d i c a t e s e i t h e r

    t h e

    p r e s e n c e

    o f t h e

    DNA

    s e q u e n c e s c o d i n g

    f o r

    p a r t i c u l a r

    g l o b i n

    c h a i n s o r t h e

    p r e s e n c e

    o f t h e

    g l o b i n

    p o l y p e p t i d e

    c h a i n s i n t h e

    r e s p e c t i v e

    e m b r y o n i c

    o r

    a d u l t

    p o p u l a t i o n s ;

    ( - )

    i n d i c a t e s t h e

    a b s e n c e

    o f

    t h e

    g l o b i n g e n e s

    o r t h e a b s e n c e o f

    t h e

    g l o b i n

    p o l y p e p t i d e

    c h a i n s . I n

    t h e n u c l e i c a c i d m i x t u r e s

    c o n t a i n i n g

    b o t h

    DNA

    a n d

    RNA,

    t h e c o n t r i b u t i o n o f

    e a c h

    n u c l e i c a c i d

    t o

    t h e

    p r o t e c t i o n

    o f

    c D NA

    f r o m

    S I

    n u c l e a s e

    d i g e s t i o n

    i s

    r e p r e s e n t e d b y

    t h e

    s u b s c r i p t s

    D a n d

    R ,

    r e s p e c t i v e l y . S a t u r a t i o n v a l u e s a r e

    t a k e n f r o m

    F i g s .

    2

    a n d

    3 .

    G l o b i n

    g e n e s

    S a t u r a t i o n

    o f

    a d u l t

    lobin n s

    c DNA

    (

    I t e m

    s

    p

    O b -

    P r e -

    ( a - l i k e )

    a A a D

    D 3 - l i k e )

    3 - l i k e ) D

    s e r v e d d i c t e d

    c D N A f r o m

    a d u l t

    RBC*

    3 5

    1 5

    5 0 o

    A c t i v e

    g e n e s

    i n a d u l t

    RBC

    -

    +

    +

    -

    - +

    A c t i v e

    g e n e s

    i n

    e m b r y o n i c

    RBC

    +

    + +

    +

    P o s t u l a t e d

    s e q u e n c e s r e m a i n i n g

    a f t e r

    t r e a t m e n t o f :

    ( A )

    E m b r y o n i c

    RBC

    ( F i g . 2 )

    -

    - -

    -

    -

    +

    5 0

    5 0

    ( B )

    A d u l t

    RBC

    ( F i g . 2 )

    +

    -

    -

    +

    +

    -

    2 8

    2 5 t

    ( C )

    E m b r y o n i c

    RBC

    p l u s

    e m b r y o n i c

    RBC

    R N A ( F i g . 3 )

    + R

    + R

    + R

    + R

    + R

    + D

    9 4

    1 0 0

    ( D )

    A d u l t

    RBC

    p l u s e m b r y o n i c

    RBC

    RNA

    + D . R +

    D . R

    + D , R

    7 2

    7 5

    * C o m p l e m e n t a r y

    D NA

    wa s

    p r e p a r e d

    f r o m

    a d u l t

    g l o b i n m RNA

    1 7 ) .

    T h e

    p e r c e n t a g e

    r e p r e s e n t a t i o n

    o f

    s p e c i f i c

    g l o b i n

    g e n e s

    i n

    t h e

    c D N A

    p o p u l a t i o n

    i s

    b a s e d o n

    t h e

    a n a l -

    y s i s

    o f

    B r o w n

    a n d

    I n g r a m 1 8 ) ,

    a n d o n

    t h e

    a s s u m p t i o n

    t h a t

    a

    s t o i c h i o m e t r i c

    r e l a t i o n e x i s t s

    b e t w e e n

    t h e

    t e m p l a t e

    mRNA

    a n d c D N A

    p r o d u c t .

    t T h e

    p r e d i c t e d

    2 5

    p e r c e n t

    s a t u r a t i o n o t i t ) N A

    b y

    DNA o f

    d e o x y r i b o n u c l e a s e

    I - d i g e s t e d

    a d u l t

    RBC

    n u c l e i i s b a s e d o n

    t h e

    s h a r e d

    t r y p t i c

    p e p t i d e s

    o f t h e a d u l t

    3 - c h a i n a n d

    t h e

    e m b r y o n i c

    e - a n d

    p - c h a i n s .

    Z

    8 0

    0

    U

    >

    6 0

    9

    4 0

    c r

    m

    2 0 -

    0 N

    o

    8 5 2

    S C I E N C E ,

    V O L . 1 9 3

  • 7/23/2019 Chromsomal Subunites in Active Genes Have an Altered Conformation

    6/9

    F i g . 6 .

    K i n e t i c s

    o f

    r e a s s o c i a t i o n

    o f c h i c k t o t a l

    3 H - l a b e l e d

    DNA

    1 0 0

    a n d D NA f r o m n u c l e a s e - t r e a t e d

    n u c l e i

    o f

    1 8 - d a y

    R B C ' s .

    T o t a l r

    S t o p h

    D NA

    3 H - l a b e l e d

    DNA

    w a s

    p r e p a r e d

    b y

    i n c u b a t i o n o f R B C ' s

    f r o m

    4 - d a y

    c h i c k

    e m b r y o s

    w i t h

    [ 3 H ] d e o x y t h y m i d i n e .

    C e l l s

    were

    o b t a i n e d b y

    v e i n

    p u n c t u r e ,

    w a s h e d s e v e r a l t i m e s i n

    m e d i u m

    w i t h a n

    a u t o c l a v e d

    s o l u t i o n

    o f 0 . 5

    p e r c e n t N P - 4 0

    i n

    R S B . T h e

    I a

    a

    n u c l e i were w a s h e d

    s e v e r a l

    t i m e s i n a u t o c l a v e d

    RSB a n d

    l y s e d

    N

    2 0

    i

    b y g e n t l e h o m o g e n i z a t i o n

    i n

    2 0

    v o l u m e s o f

    0 . 1 5 M

    N a C I , 0 . 0 5 M

    0

    3 . 0

    3 . 5 4 . o

    s o d i u m

    a c e t a t e

    ( p H

    5 . 1 ) ,

    a n d

    0 . 3

    p e r c e n t

    S D S . T h e

    n u c l e a r

    l y s a t e

    l o g

    C 0 t

    w a s

    e x t r a c t e d

    t h r e e

    t i m e s

    w i t h e q u al

    v o l u m e s

    o f a m i x t u re o f

    p h e n o l

    a n d

    c h l o r o f o r m ( 1 :

    1 )

    a n d n u m e r o u s t i m e s w i th a m i x tu r e

    o f c h l o r o f o r m

    a n d i s o a m y l a l c o h o l ( 2 4 : 1 ) . E t h a n o l p r e c i p i -

    2 . 0 2 . 5 3 . 0

    3 . 5 4 . 0

    4 . 5

    t a t i o n ,

    e l i m i n a t i o n o f DNA,

    a n d

    d e t e r m i n a t i o n o f RNA

    c o n c e n - l o g

    C o t

    t r a t i o n

    w e r e a s d e s c r i b e d ( F i g . 4 ) . H y b r i d i z a t i o n

    a n d a n a l y s i s o f