This article was downloaded by: [Stony Brook University]On: 15 October 2014, At: 06:52Publisher: Taylor & FrancisInforma Ltd Registered in England and Wales Registered Number: 1072954Registered office: Mortimer House, 37-41 Mortimer Street, London W1T 3JH,UK

Caryologia: InternationalJournal of Cytology,Cytosystematics andCytogeneticsPublication details, including instructions for authorsand subscription information:http://www.tandfonline.com/loi/tcar20

L'Azione Citogenetica di unGruppo di Derivati NaftaleniciSerena AgostiniPublished online: 31 Jan 2014.

To cite this article: Serena Agostini (1957) L'Azione Citogenetica di un Gruppo diDerivati Naftalenici, Caryologia: International Journal of Cytology, Cytosystematicsand Cytogenetics, 9:3, 377-407, DOI: 10.1080/00087114.1957.10797607

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SERENA AGOSTINI

L' AZIONE CITOGENETICA

Dl UN GRUPPO Dl DERIVATI NAFTALENlCI

(con Tuvole XXVII-XXX e 3- figure nel testo) (*)

In redazione: il 15 mangio 1956.

INTRODUZIONE

In questi ultimi a.nni, nel quooro degli studi volti ad indagare l'azione citogenetica di comp~i chi:mici organici, sono stati sperimen­tati anche alcuni derivati dalla serie naftalenica.

A questo proposito hanno intrapreso ricerche LEVAN e OSTERGREN (1943), D' AMATO (1949), AVANZI (1950), TARABUSI (1950-51), ed altri, spe­rimentando composti quali gli alogeno derivati, l'acidonaftaleneacetico, l'acenaftene, etc.

Nel presente lavoro ho preso in considerazione alcuni derivati naf­talenici ed insieme con essi anche il composto base « naftalina ».

Il fine della mia :rdcerca e di indagare quale sia l'azione citogenetica dei derivati naftalenici e di compararla con quella della naftalina, per cercare di mettere in evidenza quale degli effetti notati sia imputabile ai due anelli benzenici, che cost:i:tuiscono appunto la naftalina, e quale ai radicali sostituiti.

MATERIALE E MEl'OOO

I composti da me sperimentati sono :

I) N aftalina. II) Anidride naftalica.

III) Picrato di naftalina.

(*) Centro di Studio per la Citogenetlca Vegetale del Consiglio Nazionale delle Ri­

cerche, presso l'Istituto Botanico di Firenze, diretto dal Prof. ALBERTO CmABUGI: pub­

blicazione n. 212.

377] [Caryologfa, Vol. IX, n. 3, 1957

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IV) N aftaleneacetonitrile. V) 1,6 naftolo.

VI) 1,3 naftolo. VII) 1,5 na.ftolo.

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II Ill

OH OH

OH

IV v VI

OH

OH VII

Fig. I. - Formula di struttura dei composti sperimentati, di cui ai numeri I-VII del­

l'elenco a pagg. 377-378.

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VIII) Sale ,sodico dell'acido 2-naftelensulfonico. IX) S.ale sodico dell'acido 1, 3, 6 naftalensulfonico.

X) Sale sodico dell'acido 1,5 naftalensulfonico. XI) Sale sodico dell'acido 2,7 naftalensulfonico.

XII) 2 naftalentiol. XIII) 1,naftaleneacetonamide. XIV) 2,naftalenesulfonilcloride. XV) Tetraclorotetraidronaftalene.

VIII

XI

XIV

IX

XII

Cl

Cl

II

X

XIII

Cl

Cl

XV Fig. II. - Formula di struttura del composti sperimentati, di cui ai numeri VIII-XV

dell'elenco a pag. 379.

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Da formula di struttura corrispondente e data dalle figure 1 e 2. I composti ,segnati con i nn. II-III sono stati forniti dalla Casa

B.D.H., quelli coni nn. IV-XV dalla Casa. Eastman-Kodak.

N'egli esperimenti ho usato come test biologico radici di 2-3 em. di Junghezza da bulbi di Alliu-m Cepa L., della comune varieta gialla, otte­nute in cultura ·acquosa.

Per i composti solubili in acqua ho usato le soluzioni molecolari; mentre per alcuni derivati del tutto insolubili in acqua ho fatto soluzioni preparate secondo il metodo PATrONe NEBEL (1940), versando goccia a goccia, in una quantita determinata di acqua mantenuta in agita.zione, una soluzione alcoolica concentr3!1Ja della sostanza fino ad ottenere un si­curo precipitato, indice della raggiunta saturazione. Dopo 24 h. la solu­zione e stata filtrata ed usa.ta per le successive diluizioni.

Peri derivati scarsamente solubili sia in acqua sia in alcool ho usato sospensioni acquose a varie percentuali.

Le esperienze sono sta;te condotte nell'autunno 1955 e nell'inverno 1956.

I controlli citologici sono stati eseguiti su Iliateriale preparato se­condo la tecnica dello •striscio al Feulgen dopo fissaggio in Carnoy 3 p. p. alcool assoluto : 1 p. acido acetico.

0SSERVAZIONI CI'IOLOGICHE

I) NAFTALINA.

Sono state fatte 4 ·sospensioni acquose:

1 : 50 - 1 : 100 - 1 : 1000 - 1 : 2000

Sosp. 1:50.

Dopo 4 ore: Nelle cellule in divisione e impedita la formazione del fuso mitotico, i cromosomi non rimangono ancorati alle fibrille fusali ed insieme perdono la loro piegaltura (fig. 1).

Non tutte le cellule pero presentano il fenomeno descritto, e fre­quenti sono le metafasi c. tendenti.

Dopo 8 h: Si ha il quadro dtologico caratteristico delle sostanze 3Jd effetto c-mirtotioo. Le metafasi hanno tutte l'aspetto gia descritto e nelle anafasi che da queste.derivano i cromosomi non possono, per la di-

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struzione del fuso, migrnre ai poli e rimangono inclusi in un'unica cel­lula. In altre anafasi invece, in cui l'azione del fuso e solo parzialmente inibita, i cromosomi si dispongono in piu poli e, quando entrano in rever­sione, si formano nuclei plurilobati.

Dopo 24 h. : I cromosomi metafasici hanno la cara.tteristica forma ad X dovuta ad un ritardo nella divisione del centromero che tiene uniti al centro i cromatidi, che gia si respingono alle estremita.

Comincia a manifestarsi inoltre una certa tossicita, resa evidente, da cromosomi metafasici spesso raccorciati e tendenti ad una forma sfe­roidale, da cellule in revei'Sione, e da molrt:i nuclei di restituzione.

Dopo 2-3 gim·ni: Si ha un'assenza completa di cellule in divisione e qnindi e necessario il trasferimento del bulbo in acqua.

Evidentemente neppure ad una concentrazione cosi alta la naftalina ha un forte effetto tossico infatti dopo appena 24 h. dal trasferimento in acqua, l'attivirt:a meristematica. torna normale.

Sosp. 1: 100.

Dopo 4-8 h.: Sono presenti piu che altro meta.fasi c-tendenti, e solo qualcuna. ha l'aspetto caratteristico delle c-meta.fasi.

Dopo 24 h.: La c-mitosi e totale, molte sono anche Ie c-anafasi pre­senti, ment~ ne persistono ancora alcnne multipolari.

Dopo 48 h.: L'attivita mitotica e molto ridotta, vi e solo qualche c-metafase e qna.Iche c-ana.fase.

Dopo 3 giorni: Mancando cellule in divisione e necessaria il tras.fe­rimento in acqua.

Dopo 24 h. ricomincia un'attivita carioeinetica normale.

Sosp. 1: 1000.

Dopo 4-8 h.: II quadro citologico e qua~d normale, con qua.Jche me­tafase c-tendente.

Dopo 24 h.: Molte cellule sono interessate dall'effetto c-mitotico che per a.Itro non e totale.

Dopo 3 giorni: L'attivita cariocinetica e ce~sata. e quindi si trasferi­sce il bulbo in acqua. Si ha un rapido ritorno di un'attivita mitotica nor­male.

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Sosp. 1: 2000.

A questa concentrazione il composto si dimostra inattiYo.

II) ANIDRIDE NAFTALICA.

Sono state provate 4 concentrazioni comprese tra la 3,0 mM/l. e la 0,5 mM/l.

Soluzione 3)0 1nMjl.

Dopo 4 ore: Si ha esclusivamente un effetto stikyness rappresentato soprattutto da falsi ponti cromatidici nelle anafasi.

Dopo 8 h.: :E presente sempre l'effetto stikyness inoltre si nota in alcune metafasi, una tendenza alla distribuzione dei cromosomi nell'or­dine sparso, tipico della c-mitosi.

Dopo 24 h.: V~ffetto c-mi•totico e completo, •sono assenti metafasi normali. Perdurando inoltre la :stikyness, le metafasi talvolta sono ri­dotte ad un amma.sso piu o meno indistinto di cromosomi. Vi sono alcune c-anafasi, rna anche molte anafasi normali formatesi, evidentemenrte, prima che il composto esplicasse oompletamente la sua azione.

Dopo 48 h.: Si ha un effetto mitodepressivo ed in parte anche tossi­co: i nuclei sono infatti quasi tutti in riposo e molti sono addiritrtura picnotici. Rare sono le cellule in attivita; sono presenti soltanto alcune c-metafasi, i cui cromosomi, dall'aspetto vescicoloso e deliquiescente, manifestano uno stato di sofferenza.

Si rende cosi necessario il trasferimento del bulbo in acqua; ed i oontrolli eseguiti di 24 in 24 ore mostrano una subi'tanea gradua.le ripresa.

Rimane presente il fenomeno stikyness.

Soluzione 2)0 mMjl.

Come per la precedente concentrazione, dopo 4-8 h. si ha solo un effetto fisiologico, inteso com~ stikyness, interessante sia le metafasi sia le anafa.si.

Dopo 24 h.: Effetto c-mitotico non totale.

Dopo 48 h.: Sopravviene l'·azione mito-inibitrice e l'azione tossica ed e quindi necessario il trasfertmento del bulbo in acqua. Anche in questo

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caso l'a.ttivita mitotica riprende normalmente: e presente un debole ef­fetto stikyness.

Soluzioni 1P mMjl. e OJ5 mMjl.

Queste due concentrazioni mostrano solamente un effetto stikyness ed un effetto c-mitotico che ·si manifesta, piuttosto debolmente, dopo 24 h. di esposizione.

Esse pero non hanno ne effetto mitodepressivo ne effetto tossico co­sicche dopo 48 h. si nota una normale attivita mitotica con scarse c-metafasi.

Dopo 3-4 giomi: Attivita quasi normale: leggera stikyness.

III) PICRATO DI NIAFTAIJINA.

S.ono state provate 5 concentrazioni comprese fra le 2,0 m:M/1. e la 0,125 mM/l.

Soluzione 2JO m!Jfjl.

Dopo 4 h.: La stikyness costituisce il fenomeno preva.Iente interes­sando, metaf8Jsi, ana.fasi, telofasi. Osserviamo inoltre un parziale effetto c-mitotico. Spesso i cromosomi metafasici sono irriconoscibili per l'ef­fetto stikyne.ss: la matrice e divenuta deliquiescente ed essi vanno in­contro a, fusioni superficiali pin o meno estese. Nelle anafasi l'effetto c-mitotico e parziale: l'azione delle fibrille del fuso non e del tutto ini­bita e quindi i cromosomi o si raggruppano in pin di due poli (fig. 2) oppure una parte di essi si dispone normalmente e gli altri rimangono in ordine spar.so.

Dopo 8 h.: L'effetto c-mitotico e ora totale nelle metafasi; per quello che riguarda le anafasi, accanto a quelle multipolari si cominciano ave­dere a.nche queUe in cui i 32 cromosomi, privi del tutto dell'appara-to fu­sale, giacciono in ordine sparso.

Si ha inoltre una condizione di forte tossicita. I cromosomi metaf.a­sici sono molto contratti e costituiscono amma-ssi informi con evidente regressione a nucleo quiescente ancor prima della divisione del centro­mero (fig. 3).

Spesso i nuclei telofasici sono uniti da filamenti cromatinici, altre volte la cromatina precipita nell'interno del nucleo in forma di piccole gocce. .

In molte zone del prepa.rato i nuclei sono completamente fermi.

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Dopo 2.~ h: Rare sono ormai le cellule in divisione: vie solo qualche c-metafase in cui i cromosomi assumono la caratteristica forma ad X (fig. 4). Molti sono invece i nuclei picnotici.

Dato l'evidente stato di tossicita si e reso necessario il trasferimento del bulbo in acqua.

Nella ripresa si ha un graduale ritorno dell'attivita cariocinetica. Le cellule che hanno subito, durante il periodo di esposizione, la distru­zione del fuso, quando entrano nuovamente in divisione presentano un corredo cromosomico 4n; per questo si riscontrano casi di poliploidia che incominciano fino dane prime 24 h. di ripresa e raggiungono il nn­mero massimo verso il quinto o sesto giorno.

Macroscopicamente si osserva la formazione di c-tumori, i quali pero, data la for~ tossicita r.della soluzione, si manifestano solo nella ri­presa in acqua.

SoluziO'YW 1~0 mMjl.

Dopo 4-8 h.: II quadro citologico e molto simile a quello della pre­cedente soluzione: minore e l'effetto stikyness che interessa solo le ana­fasi. Questa minore tossicita permette una maggiore permanenza del bulbo nella soluzione; infatti, l'attivita mitotica comincia sensibilmente a diminuire dopo 24 h. di esposizione rna solo dopo 72 h. i nuclei danno segno di avvelenamento.

La prolungata esposizione in .soluzione permessa dalla minore t0$si­cita di questa concentrazione rende possibile l'estrinsecarsi, nella ripresa in acqua, dell'effetto muta.geno, rappresentato soprattutto da frarnmen­tazione cromosomica.

Tale effetto che si manifesta sia in cellule normali sia in cellule poli­ploidi (fig. 5) e pero di modeste entita.

Le sue proporzioni divengono un po' pin rilevanti se si espone lo stesso bulbo nella soluzione per un periodo pin lungo~ a.wndo l'accor­tezza, quando il meri·stema sta per divenire inattivo, di trasferirlo in acqua fino al ristabilimento di normaU condizioni.

Con rtale procedimento ho riscontrato una ph) alta percentnale di anafasi frammentate. I frammenti sono talvolta doppi (fig. 6), talYolta. semplici per cuii si potrebbe pensare che la sostanza esplicasse la sua azione sia prima dell'autoduplicazione cromatidica (fase pre-split) sia dopo (fa.se post-plit).

Ho notato anche qualche ra.ra metafaJSe in cui i frammenti sono cosi

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numerosi e minuti da poter parlare di polverizzazione cromoso:mica ed anche alcune c-metafasi con corredo poliploide (fig. 7). Alcune !delle ana­fasi poliploidi presentano falsi ponti da stikyness (fig. 8), altre un ef­fetto muta.geno (fig. 9).

A questa concentrazione i c-tumori si formano anche nelle ore di esposizione e nella ripresa in aequa il meristema continua ad allungM"si al di sotto del rigonfiamento.

Soluzione 0/i mMjl.

Dopo 4 h. : Vi e solo una leggera stikyne·ss responsabile della forma­zione di falsi ponti croma.tidici.

Dopo 8 h.: L'effetto c-mitotico e debole, -solo in alcune cellule i cro­mosomi hanno la disposizione caratteristica delle mito13i da colchicina, in altre questa e solo una tendenza. Molte poi •sono le. metafasi che si svolgono normalmente. Questa soluzione non risulta mai completamente tossica. Infatti, pur avendo prolungato l'esposizione della cipolla nella soluzione per 7 giorni ho riscontrato solo una diminuzione dell'attivita mitotica.

Solu.zioni 0)2.5 mMjl. e 0)2.5 mM/l.

De bole effetto stikyne~s; i controlli, protrattisi per un periodo di 5-6 giorni hanno mostrato sempre un quadro citologico normale.

TABELLA I

Efjetto fisiologico del Picmto dli Najtalina

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2g. + H20, 2g. 218 198 4 1 15 - 9,1

3 g. + H20, 5 g. 138 120 6 2 8 2 12,1

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IV) NAFTALIDNEACETO-NITRILE.

Sono state provate: la soluzione alcoolica .satura e le seguenti di­luizioni 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32.

Questo composto ha ·dimostrato sia un effetto c-mitotico congiunto a stikyne:ss sia un effetto mutageno. Mentre quest'ultimo si e rivelato un effetto di concentrazione, diminuendo sensibilmente alla terza diluizione e scompa>rendo del tutto alla quarta; la c-mitosi e 1a stikyness si sono dimostrate invece sempre presenti e con la medesima intensita in tutte le concentrazioni da me studiate.

Soluzione satum.

Dopo 4 h.: Le cellule che nelle prime ore di esposizione sono entrate in divisione, sono state in gran parte bloccate aUo stadio di profasi, si nota infatti una grande maggiora.nza di profasi rispetto agli altri stadi (accumulo profasico). I cromosomi che raggiungono la metafase, non solo non si possono disporre all'equatore del fuso, che gia e stato di­strutto, rna, per la deliquiescenza della matrice, rimangono uniti gli uni agli a1tri, addensandosi in un groviglio al centro della cellula.

Difficilmente nei cromosomi di questi nuclei si arriva alla divisione del centromero: non ho riscontrato infatti alcuna anafase. Pill facil­mente queste meta.fasi entrano in reversione dando nuclei di restituzione.

Dopo 8 h.: Si rende bene evidente il tipico avvelenamento delle profasi.

La disposizione delle c-paia nella metafase varia a seconda dell'in­tensi.ta della stikyness intercromosomica e intracromosomica. I cromo­somi infatti, possono essere tutti aggruppati a1 centro della cellula op­pure, mentre i pill restano uniti, taluni possono sfuggire e ri:manere isolati o riunirsi in altri gruppetti •supplementari (figg. 10-11).

Dopo 24 h.: Grande e la quantita di cellule in riposo a causa del­l'avvelenamento delle profa:si, mentre scarse sono quelle in attivita mi­totica. Molti sono i nuclei di restituzione e le meta.fasi in reversione, si cominciano anche a vedere nuclei con cromatina a goccie.

Il trasferimento in acqua, protratto fino a 1.2 giorni ha dimostrato che l'avvelenamento era stato talmente foTte da precludere ogni ulteriore possibilita di ripresa. Ho allora ripetuto l'esperimento esponendo il bulbo in soluzione solo 12 h., trasferendolo poi in acqua.

Fino al terzo giorno di ripresa l'·attivita ca-riocinetica e solo parziale e sono ahcora presenti metafasi c-tendenti.

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Dopo 4 giorni: Compare l'e:ffetto mutageno rappresentato sia da frammenti che da traslocazioni (:fig. 12). I frammenti sono doppi e sem­plici e quindi si potrebbe pensare che il composto agisse sui nuclei in­tercinetici sia prima della divisione dei cromosomi sia dopo. :Molte sono anche le metafasi frammentate (:fig. 13) e le cellule poliploidi, a volte anch'e~se frammentate (:fig. 14). Inoltre anche le profasi appaiono tal­volta con frammenti (:fig. 15).

Dopo 5-6 giorni: L'e:ffetto mutageno dhninuisce molto rapidamente, mentre e presente ancor·a qualche cellula poliploide. AI 7-8° giorno si sono ristabilite le condizioni normali.

Soluzione 1/2 8a-tura.

Dopo 4-8 h. : I cromo~;omi metafasici, come si e visto per la prece­dente concentrazione, si dispongono nella cellula variamente aggruppati a seconda dell'intensita della stikyne~s che li tiene uniti (:fig. 16) e nelle c-anafasi da queste derivanti essi mantengono la medesima disposizione (:fig. 17). Nel caso in cui da metafasi si passa direttamente a nucleo di restituzione, anche questo ha una forma caratteristic·a.

Dopo 24 h.: Si osserva ancora qualche c-metafase pero il meristema e in complesso piuttosto so:fferente: molte sono le cellule ferme e Yarii i nuclei picnotici. E quindi necessario il trasferimento del bulbo in acqua.

Per le prime 48 h. mancano cellule in divisione, •solo il 3° giorno ri­comincia l'attivita mitotica caratterizzata da un debolissimo effetto mu­tageno e da alcuni casi di poliploidia.

Noi ,qiorni successivi: L'e:ffetto mutageno raggiunge rapidamente proporzioni elevate rna, come diro in altra parte, mentre e ragguardevole il numero dei frammenti sia nei nuclei anafasici che in quelli metafasici, non ·altrettanto grande e il numero di cellule che presentano tale feno­meno.

L'e:ffetto frammentatore si esplica su tutti gli stadi mitotiei: molte sono le profasi frammentate con ring.s. Alcune poi hanno una grandezza considerevole ad una strana forma allungata (:fig. 18) tale da far pen­sare a grossi nuclei di restituzione con corredo cromosomieo poliploide.

Sulle metafasi l'azione e pili forte che in tutti gli stadi mitotici; infatti frequenti sono i casi di polverizzazione cromosomica (figg. 19-20), inoltre la loro percentuale, rispetto a quelle normali, e talvolta. pari, a quella delle anafasi aberranti per cui ho ritenuto utile includerle nel­l'apposita ta.bella dei dati statistici. Per quello che riguarda le anafasi,

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sono in genere piu interessate dal fenomeno queUe iniziali, come dimo­stra anche la di~posizione equatoriale dei frammenti spesso riscontrato (:fig. 21). Si hrunno anche traslocazioni rappresentate d:a ponti sia cro­matidici sia cromosomici e da rings. Le mutazioni sopradescritte si :ri­scontrano a lungo dopo il trasferimento in acqua rna il loro numero diminuisce dopo il 5° giorno :fino a che il go giorno vi sono solo 2 o 3 casi di aberrazione.

Soluzione 1/4 satura.

Dopo 4-8 h.: II quadro crtologico e identico a quello della soluzione 1/2 sa.tura.

Anche in questo caso dopo 24 ore si ha una situazione tale da essere necessario il trasferimento in acqua.

Dopo 48 h.: di ripre~a gia •si notano cellule in divisione rna solo dopo 3-4 giorni l'attivita oariocinetica riprende in pieno.

II numero di cellule aberranti si mantiene molto ba.sso nel 3o e nel 4° giorno, mentre ha la ·sua punta ma;ssim.a nel 5o giqrno e ridiscende su­bito dopo a valori minimi :fino ad esarUTirsi nel giro di pochi giorni.

La frammentazione, che interessa tutti gli stadi mitotici e piuttosto intensa, pero anche in questo caso il numero di cellule interessate non e molto elevato. Sono presenti anche traslocazioni : soprattutto rings e ponti cromatidici.

Soluzione 1/8 satura.

Alia terza diluizione della soluzione satura l'effetto c-mirtotico e la stikyness h'anno sempre la medesima intensita non lasciando cosi dubbi sui fatto che l'a:~done di questo composto e indipendente dalla sua con­centrazione.

Non solo i due effetti suddetti ·Si manifestano con la medesima in­tens-ita, rna essi si instaurano, si sviluppano, ed hanno il loro massimo sempre dopo le stesse ore di esposizione. Cosi, mentre dopo 4-8 h. si riscontrano c-metafasi piu o meno interessate dalla stikyness e nuclei di restituzione, dopo 24 h .. si rende necessario il trasferimento in H 20.

II tentativo di prolungare oltre le 24 h. l'esposizione della cipolla nella soluzione per vedere se la tossicita di questa concentrazione fosse minore ·si e dimostrato inutile perche, una volta trasferito il bulbo in acqua, il suo meristema, de:finitivamente avvelenato, diventava inattivo.

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Dopo 24 h. di esposizione il trasferimento in acqua determina il ma­nifestarsi di un debole effetto mutageno che ha il suo massimo verso il 4-5° giorno e poi rapidamente si estingue.

Soluz:ioni 1/6 - 1/32 satura.

Queste due concentrazioni hanno un quadro citologico ugua.Je. Le ore di esposizi-one sono sempre caratterizzate dai fenomeni gh1 descritti; ancora una volta ogni tentativo di protrarre il limite di resistenza della cipolla nella soluzione oltre 24 h. si e dimostrato inutile.

Nella ripresa in acqua, dopo 24 h. di esposizione, manca ogni effetto mutageno e l'attivita mitotica riprende presto normalmente.

Quale effetto macroscopico ho nota.to la formazione di c-tumori. Per la soluzione sa.tura questi si manifestano nella ripresa in acqua,

mentre per le altre concentrazioni si hanno anche durante le ore di espo­sizione. Nella concentrazione 1/32 satura vi e pill che altro una. ten­denza a tale fenomeno ed il leggero rigonfiamento che si osserYa nella zona sub-meristematica non si puo chiamare un tipico c-tumore.

GRUPPO DEI NAli'TOLI

V) 1,6 NAFTOLO.

Sono state provate 4 concentrazioni comprese tra la 3,0 mM/1. e la 0,5 mM/1.

Soluzione 3)0 rnM/7.

Tale soluzione manifesta una fortissima tossicita fino dalle prime ore di esposizione, infatti, dopo 4 h. le cellule in divisione sono scar­sissime. Dopo 8 h. manca completamente ogni attivita mirtotica: il tra­sferimento in acqua non fa che peggiorare le condizioni. Anche ad un esame macroscopico il meristema appare ormai completamente inattivo mentre gli apici perdono la loro normale turgescenza.

Soluz'ione 2)0 rnM/l.

Anche questa concentrazione e molto tossica, rna permette una leg­gera attivita mitotica almeno nelle primissime ore di esposizione.

Vi sono infatti molti nuclei il cui aspetto ricorda metafasi ed ana­fa;si, nonostante che i cromosomi abbiano perso la propria individualirta

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e siano ridotti ormai ad un ammasso confuso di cromatina (fig. 23). Spesso la cromatina viene addirittura espul!;;a dai cromosomi e forma cosi piccoli frammenti (fig. 22) oppure essa precipita. entro il nucleo in piccole goccioline (fig. 24).

Naturalmente la divisione mitotica in questi nuclei non procede ed essi entrano direttamente in struto quiescente in forme lobose pili o meno strane.

Anche in questo caso il fenomeno di avvelenamento e irreversibile ed il trasferimento in acqua, ·anche protratto per molti giorni, non porta mai al ristabilimento delle condizioni normali.

Soluzione 1~0 mM/l.

Dopo 4 h.: I nuclei sono bloccati in stadio di profase (accumulo delle profa.si). Sono presenti anche anafasi e metafasi rna illoro numero e esiguo rispetto aile profa:si con un rapporto di circa 1: 100. Le meta­fasi mostrano chiaramente l'azione c-mitotica della sostanza in esame.

Dopo 8 h.: II divario fra profase e met.-anafasi tenrde a diminuire. Totale e l'effetto c-mitotico, che interessa sia le metafasi che le anafasi (fig. 25).

Dopo 24 h.: Prosegue l'effetto c-mitotico; per la scarsa tossicita della ~soluzione, le cellule possono compiere piu di un ciclo mitotico, per cui si hanno anche c-metafasi a 32 cromosomi.

Dopo 48-72 h.: I nuclei sono ormai tutti quiescenti rna d'altra parte non ·appaiono sofferenti, per questo non ho ritenuto necessario il trasfe­rimento del bulbo in acqua.

Infatti, lentamente, dopo 4-'5 giorni comincia a ricomparire una certa attivita mitotica.

Soluzione 0~.5 mMjl.

Dopo 4-8 h.: II quadro citologico e normale.

Dopo 24 h.: La c-mitosi e solo parziale, si nota inoltre una dimi­nuzione dell'attivita mitotica.

Tale situazione rimane costante per tutti gli altri giorni di espo­sizione.

Ad un esame macroscopico appare che 1'1,6 naftolo colora intensa­mente gli apici imbrunendoli (fig. 29).

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VI) 1,3 NAFTOLO.

Sono state provate tre concentrazioni comprese fra la 3,0 mM/1. e la 1 m¥/1.

Soluzione 3_.0 tniJf/l.

Azione letale fino dane prime ore di esposizione. Gli apici perdono la loro turgescenza ed e quindi impossibile anche il trasferimento in acqua.

Soluzione 2)0 mJJfjl.

La tossicita impedisce l'estrinsecarsi di ogni altro eventuale ef­fetto. Gia dopo 4 h. molti sono i nuclei in riposo e quelli con cromatina a gocce, e le poche cellule in divisione sono ridotte ad ammassi piu o meno confusi di cromatina, che talvolta danno origine a falsi ponti (fig. 26). Nel trasferimento in acqua gli apici si a:ffloscia.no rendendo im­possibile, e d'altra parte inutile_. ogni ulteriore controllo.

Soluzione 1,0 mMjl.

L'effetto tossico si estrinseca piu lentamente: solo dopo 24 h. di esposizione mancano del rtutto le mitosi.

L'·avvelenamento pero none cosi forte da impedire una ripresa di at­tivita nel trasferimento in acqua. Gia dopo 24 h. le mitosi ricominciano : esse sono interessate da un debole effetto stikyness. Prolungando la per­manenza in acqua si mette in luce un deboli'ssimo effetto mutageno rap­presentato da alcuni ponti cromatidici.e da alcuni cromosomici (:fig. 27) presenti :soprattutto dopo 2, 4 giorni di ripresa. Bono presenti anche micronuclei.

VII) 1,5 NAFTOLO.

Sono state provate 2 concentrazioni : la 2,0 mM/1. e la 1,0 mM/1. Non si sono potute provare concentrazioni maggiori della 2,0 mMjl. a causa della scarsa solubilirta del composto.

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L'AZIONFJ OITOGFJNFJTIOA DI UN GRUPPO DI DERIVATI NA.FTALENIOI 393

Soluzione 2}0 mM/l.

Dopo 4 h.: Le profasi co13tituiscono lo stadio prevalente (accumulo profasico) e difficilmente riescono ad evolversi in metafase.

Talvolta i cro;mosomi riescono ad individualizza:rsi rna, a causa della forte stikyness, rimangono aderenti gli uni agli altri, determinando am­massi confusi di cromatina.

Dopo 8 h.: Suppongo che le profasi presenti nel controllo prece­dente siano passate direttamente a nucleo quiescente senza subire di-1isione cellulare : infatti, mentre grande e il numero di cellule in riposo, mancano assolutamente le metafasi e le anafasi e scarse sono pure le profasi.

Dopo 24 h.: Le cellule danno ·segni di so:fferenza per cui si rende necessario il trasferimento in acqua.

1\Ia come ormai ho riscontrato anche per gli altri naftoli sperimen­tati, il passaggio in acqua diminuisce ancora di piu la vitalita del meri­stema che infatti, anche in questo caso, muore dopo 24 h.

Soltt.~·ione 1P mMjl.

Dopo 4-8 h.: Il quadro citologico e normale, fatta eccezione per un debole e:ffetto stikyness.

Dopo 24 h.: All'effetto stikyness si unisee anehe la c-mitosi, che per altro non interessa tutte le cellule. La coesistenza di questi due feno­meni porta alla formazione di c-paia, molto raccorciate.

Data la non eccessiva tossicita della soluzione alcune cellule possono compiere due cicli di divisione e dare quindi nuclei con corredo 4 n. (fig. 28).

Anche le anafasi sono interessate dall'azione c-mitotica del com­posto, rna in genere illoro fuso e soUanto parzialmente distrutto (ana­fasi multipolari).

Dopo 48 h.: Essendo cessata completamente l'attivita mitotica e ne­cessario il trasferimento del bulbo in acqua. Si ha una rapida regolare ripresa delle divisioni cariocinetiche. 1\Iacroscopicamente si osserva una colorazione degli apici, che divengono di color verde.

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394 AGOSTINI

GRUPPO DI DERIVATI SOL·FONICI

VIII) SALE SODICO DELL' ACIDO 2-NAlJYI'ALEJNSOLFONICO.

Sono state provate 3 concentrazioni : 3,0 mM/1. ; 2,0 mM/l. ; 1,0 mM/1.

Soluzione 3~0 mM/l.

Dopo 4 h.: Effetto stikyness di modeste proporzioni. Alcune meta­fasi presentano i cromosomi spar.si caratteristici dell'effetto da colchi­cina, in altri vi e solo una tendenza a questa disposizione. Nelle anafasi il fuso e solo parzialmente distrutto e quindi i cro:mosomi si riuniscono in piu poli.

Dopo 8 h.: La c-mirtosi e totale. Dopo 24 h. e nei controlli suecessiYi, protratti fino al 5o giorno il quadro citologico e completamente cam­biato: le nuove cellule in divisione presentano un'attivita del tutto nor­male.

Quest.o non e imputabile ad un'alterazione della soluzione perche avviene anche se questa viene rinnovata di 24 in 24 h., sembra piuttosto che si sia verificata una .specie di assuefazione del bulbo all'azione del composto.

Solwzione '2~0 mM/l.

Il quadro citologico e normale: presenta solo una leggera stikyness. Dopo 24 h. si nota qualche irregolarita nella messa a fuso dei cromosomi, pero la maggior parte delle mitosi continua normalmente il proprio ciclo.

Sol·uzione 1~0 mM/1-

Si ha solo un leggero effetto stikyness.

IX) SALE SODICO DELL' ACIDO 1, 3, 6 NAlJYI'ALENSOLFONICO.

S.ono state provate 3 concentrazioni : 3,0 ml\I/1. ; 2,0 mM/1. ; 1,0 mMjl.

Soluzione 3~0 mM jl.

Dopo 4-8 h.: C-mitosi non totali: accanto a caratteristiehe c-me­tafasi si vedono met.afasi c-tendenti e meta.fasi normali.

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Dopo 24 h.: Tutte le meta.fasi hanno il fuso distrutto: la c-mitosi e total e.

Dopo 48 h.: L'andamento delle mitosi riprende normale e cosi per­mane anche nei giorni successivi.

so:luzione 2P mMjl.

Soltanto clopo 24 h. si ha qualche anomalia nelle mitosi: ,scarse la c-metaf.asi, pin frequenti le c-tendenti. II quadro citologico rimane poi normale nei giorni successivi.

Solu.donc 1P m1lfjl.

Non vi sono fenomeni degni di nota.

X) SALE DISODICO DELL' ACIDO 1,5 NAFTALEINSULFONICO.

XI) SALE DISODICO DELL' ACIDO 2, 7 NA!n'ALENSULFONICO.

Sono sta.te prova,te 3 concentrazioni : 3,0 mM/1. ; 2,0 mM/1. ; 1,0 mM/1.

Tutte e tre le concentrazioni, per ambedue i composti hanno dimo­strato soltanto un effetto fisiologico (stikyness) che pero non assume mai proporzioni notevoli.

DISCUSSIONE

Accingendomi a studiare gli effetti citogenetici di un gruppo di de­rivati naftalenici ho sperimentato anche l'azione della naftalina, nono­stante che nella letteratnra vi fossero gil\ dati riguardanti tale compo­sto. Volendo infatti precisare l'azione svolta dai due anelli benzenici, ri­spetto a quella dei gTuppi ·sostituiti, ho ritenuto necessario svolgere io ·stessa controlli sull'attivita del composto base, contemporaneamente a quelli dei suoi derivati: e noto infatti che gli effetti citologici possono su­bire leggere variazioni a seconda del periodo dell'anno in cui vengono eseguiti gli esperimenti.

La naftalina si e dimostrata una ·sostanza ad « effetto prettamente c-mitotico )). Esf'la agisce soprattutto ad elevate concentrazioni e secondo

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LEVAN e OsTERGRffiN (1943), cio e dovuto alla sua solubilita piuttosto elevata.

I due autori esaminarono infatti l'azione della naftalina inquadrata in quella di un gruppo di derivati a-naftalenici. Essi constatarono che fra tutti questi derivati, a parte la naftilamina, la naftalina aveva la so­glia di solubilita pill alta ed insieme era quella che necessitava di una pill elevata concentrazione per avere effetto c-mitotico. In base a questi esperimenti essi trassero la conclusione che il raggio d'azione di tali com­posti diminuisse con l'aumentare della solubilita.

Ma se questo appare evidente confrontando il comportamento della naftalina con quello di quei particolari derivati a-naftalenici studiati dagli autori ·suddetti, ·altrettanto non •si puo dire nel mio caso, ove la naftalina e messa in relazione a composti naftalenici di vario tipo (1). Infatti alcuni fra questi, pur essendo molto pill solubili della nafil:alina, agiscono ad una concentrazione molto minore di questa (picrato di naf­talene, anidride naftalica), mentre altri, pur essendo quasi insolubili, hanno effetto anche a grandi diluizioni (naftalene aceto-nitrile).

Ritengo quindi, molto pill .semplicemente, che l'andamento dell'ef­fetto c-mitotico sia legato ·a tutto l'insieme delle sue caratteristiche chi­mico-fisiche, senza particolare relazione con la ·sua solubilita.

La naftalina, come si e detto, ha unicamente effetto c-mitotico e quindi essa mostra il caratteristico quadro citologico delle sostanze col­chicino-shnili : ad un normale svolgimento della profase e ad una nor­male individualizzazione dei cromosomi, segue, per l'a distruzione del fuso cariocinetico, un'anormale disposizione dei cromosomi stessi nella cel­lula. Essi, non pill ancorati aile :fibrille acromatiche, si dispongono in ordine spar.so. In seguito, per un ritardo nella divisione del centromero, i due cromatidi, che, gia maturi, tendono a rispingersi reciprocamente, rimangono uniti nella parte centrale : i cromosomi assumono allm·a il caratteristico aspetto ad X. Quando poi anche il centromero si divide, il numero dei cromosomi viene duplicato, pur rimanendo essi inclusi in un'unica cellula (fig. 1).

A livello della zona differenziata della radice la naftalina induce Ia formazione del c-tumore, effetto caratteristico della colchicina e delle sostanze di crescita. E·sso consiste in un rigon:fiamento subapicale, do-

(1) Pur avendo in alcuni casi usato sospensioni ho potuto ugualmente confrontare

con le soluzioni rnolecolari riportando la percentuale di sostanza in sospensione al suo

peso molecolare.

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vuto al cambiamento di forma delle cellule corticali che, normalmente anungate, divengono in que.sto caso, isodiametriche.

:E naturale dunque che in tutti i derivati da me esaminati si trovi sempre presente l'effetto c-mitotico dovuto a.i due anelli benzenici che formano la na.ftalina. Tale effetto sara poi volta a volta esal,tato o smor­zato dai vari radicaH ·sostituiti; inoltre l'introduz.ione di gruppi diversi portera al manifestar~, parallelamente all'effetto c-mitotico, di altri ef­fetti quali l'inibizione pre-prof31Sica, l'effetto stikyness, e l'effetto mu­tageno.

Il passaggio dal composto « naftalina » al composto « a;nidride naf­talica >> non porta, nella fo·rmula chimica, un rivolgimento tale da de­terminare una, qualche variaz.ione nelle proprieta citogenetiche della naf­talina stessa: infatti questo derivato presenta un quadro citologico molto simile a quello del compo~to base.

Il picrato di naftalene e un composto di sommazione fra la naf,talina e l'acido picrico. Tale addo (LEVAN e Tuo, 1948) ha un effetto c-mitotico unito ad un debole effetto mutageno il che porta al manifestarsi nel com­posto dame esaminato di un intenso effetto c-mitotico e di una certa ca­pacita mutativa.

La c-mitosi e presente anche in soluzioni pili diluite di quelle della naftalina; inoltre tale sostanza, a differenza della naftalina, pur di­strnggendo completamente il fuso mitotico, non rende le cellule incapaci di rientrare in divisione. Infatti quando, nella ripresa in acqua, viene a mancare' l'azione diretta della sostanza, le cellule, in cui erano stati inclusi 32 cromosomi, organizzano il loro apparato fusale e vanno in­contro ad una normale divisione in cui, invece di 16, entrano in giuoco 32 cromosomi. Tali cellule poliploidi dimostrano per altro di non risen­tire affatto degli effetti precedentemente subiti e si comportano come cellule normali; infai!ti, sottoposte di nuovo all'az.ione del composto esse la ,subiscono completamente: si osservano cosi .metafasi poliploidi in cui l'apparato fusale e stato distrutto (:fig. 7) e anaf31Si in cui, per la diluizione della matrice cromosomica, le estremita distali dei cromatidi omologhi rimangono in parte aderenti anche quando i centromeri mi­grano ai poli, dando origine a« falsi ponti da stikyness >> (fig. 8).

L'effetto mutageno, che si manifesta in questo caso soltanto nella ri­presa in acqua, e rappresentato in massima parte da frammenti.

In genere l'azione di una sostanza ad effetto mutageno puo manife­starsi sui cromosomi dei nuclei intercinetici sia prima dell'autoduplica­z.ione cromatidica, sia dopo tale duplicazione (rispettivamente fase pre­split e post-split). Nel primo caso ,si hanno fra.mmenti doppi mentre

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nel secondo easo i frammenti sono sempliei perehe l'urto eolpisee uno o l'altro dei due cromatidi.

Per il pierato di naftalina non si puo eseludere ne l'una ne l'altra condizione p.erche, pur avendo di preferenza riscontrato framlnenti dop­pi, ne ho notati anche alcuni semplici. Tenendo pero presente che le cel­lule con frammenti sono poche e di queste solo una piccola parte sono quelle che hanno frammenti semplici, e molto difficile dare un giudizio sicuro. Resta infatti U dubbio che mentre l'azione debba essere esclu­sivamente pre-•split, i rari frammenti semplici trovati siano dovuti o ad una eventuale perdita dell'omologo o alla difficolta, in uno dei due cro­matidi di tradurre l'urto in un vero e proprio frammento libero.

:E noto infatti che una delle caratteristiche principali della maggior parte dei mutageni chimici e la << incompletezza d'azione >> (D' AMATO 1950), per cui essi agiscono ·sulle proteine cromosomiche erodendole sol­tanto mentre i frammenti si rendono poi evidenti durante le fasi del­l'attivi·m mitotica.

Talvolta pero i movimenti dei cromosomi non sono tali da determi­nare la forma.zione di un frammento libero. Fenomeno questo che ho ri­scontrato anche peril composto in questione.

Raramente .si e verificata la fusione fra le estremita di rottura e quindi del tutto assenti sono i ponti cromatidiei e quelli cromosomici.

Questo fenomeno puo spiegarsi secondo il D' AMATO con la « lentezza d'azione >> di alcuni mutageni chimici: le rotture sarebbero ditribuite in un periodo di tempo cosi lungo da essere facilitata la cicatrizzazione delle estremita eolpite e quindi resa impossibile ogni fusione fra esse.

Degna di nota e inoltre una concomitante azione del composto in questione, il quale, mentre distrugge l'apparato fusale, determina anche sui cromosomi i caratteristici effetti mutageni. Al riprendere dell'atti­vita mitotica le cellule ehe hanno subito questa duplieazione si presen­tano frammentate e con un corredo cromosomico poliploide (fig. 9).

Un'altro composto nella serie da me esaminata che ha effetto mu­tageno e il (( naftaleneacetonitrile )}.

Esso deriva dalla naftalina per sostituzione di un H con il radicale CR2-CN.

L'introduzione del gruppo CH2 ha senz'altro una parte di prim'or­dine nel determinare l'azione mutagena di questo composto. :E infatti noto il earattere prettamente mutageno dell'acenaftene (D' AMATO 1949) derivato della naftalina con due gruppi CH2 , e dell'acido naftalenacetico (LEVAN e LOFTY, 1949) altro composto contenente il radicale CH2 •

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Gli effetti dovuti al naftalene acetonitrile possono essere distinti in due tipi. Quelli in cui si puo riscontrare una dipendenza dalla concen­trazione (effetto di concentrazione) e quelli in cui tale dipendenza, al­meno nelle mie ricerche, manca completamente.

'rutti gli effetti fisiologici (c-mitosi, stikyness, tossicita) ·si sono mo­stl·ati della stessa intensita nelle cinque diluizioni da me provate, a par~ tire dalla soluzione ~satura; mentre per Peffetto mutageno e apparso chiaro che esso diminuisce al crescere della diluizione, con le normali caratteristiche di un effetto di concentrazione.

Questo fatto mette in luce, prima di tutto, la perfetta indipendenza dei fenomeni mutageni da quelli fisiologici ed inoltre mostra il largo raggio di azione che ha questo composto rispetto agli effetti c-mitotico, da stikyness e tossico, dato che la soluzione 1/32 satura ha una inten­sita di azione pari a quella della soluzione 1/2 satura. Come ho detto in altra parte di questo lavoro e caratteristico di questo fenomeno il frutto che ogni mio tentativo di trattenere pin di 24 h. la cipolla in ·soluzione si e dimostrato sempre impossibile: questo e costantemente accaduto per tutte le diluizioni dame .sperimentate.

L'assenza completa di mutazioni nelle ore di esposizione penso sia imputabile pili che altro alla forte tossicita del composto: la stikyness infatti assume proporzioni tali da determinare nel giro di poche ore l'arresto completo delle mitosi. Essa, non solo e responsabile dei falsi ponti anafasici gia descritti rna, per la forte diluizione matriciale, de­termina auche la formazione di frequenti ammassi cromatinici informi, fortemente colorati (fig. 10) e di metafasi incapaci di evolversi, con cro­mosomi in evidente regressione a nucleo quiescente.

Il rapido estinguersi dell'attivita mttotica rende impossibile l'~trin­secarsi dell'effetto mutageno che compare invece quantdo il meristema, trasferito in acqua, riprende la .sua normale attivita. Ancora una volta viene cosi dimostrato che l'effetto mutageno richiede per manifestarsi o l'assenza totale oppure una scaiiSa tossicita. Qua.Je espressione della tos­sicita di quest.o composto si puo ricordare anche la sua « inibizione pre­profasica n. Questa in un primo momento, inibisce :solo il passaggio da profase a metafase e quindi determina un « accumulo delle profasi »; in seguito poi viene inibita anche l'entrata in profase dei nuclei quiescenti e si ha cosi, nel giro di poche ore, il vuoto mitotico.

Le modalita con cui si presenta l'effetto mutageno dipendono da due parametri: la concentrazione della soluzione e la durata dell'esposi­zione; nel caso in cui predomini il primo, l'effetto e intenso rna molto

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limitato nel tempo, nel caso in cui predomini il secondo, l'effetto e meno intenso rna piu prolungato nel tempo.

L'effetto mutageno indotto dal naftalenea.ceto nitrile si discosta, per alcune caraitteristiche, da quello dovuto al picrato di nafrtalina: in am­bedue i casi dscontriamo un ba,sS'O numero di cellule aberranti: per il picrato pero, le aberrazioni ·sono rappresentate, la maggior parte delle volte, d'a 1-2 frammenti doppi per cellula, si che questo fa pensare ad una blamda azione del composto responsabile, quindi, anche del basso numero di cellule interessate dal fenomeno.

Per il naftalene aceto-nitrile invece, nonostante che la percentuale di cellule aberranti presente nei giorni di massima intensita sia molto bassa, rare sono le cellule con un numero di frammenti inferiore a cin­que; spesso anzi i frammenrti sono moltissimi e molto riuniti e talvolta qm~sto fenomeno interessa addirittura tutti i cromosomi. Quindi, non potendo attribuire la bassa percentuale di cellule interessate dal feno­meno ad un'azione blanda del composto, sarei piuttosto portata a pen­sare che il naftalene acetonitrile agisca. esclusivamente in un periodo li­mitatissimo del ciclo mitotico, cosicche le probabilita per ogni cellula di venire interessata da questa f·rammentazione verrebbero ad essere assai poche.

Inoltre questo composto differisce da quello precedentemente osser­vato perche le aberrazioni non sono soltanto rappresentate da fram­menti, rna anche da traslocazioni. II piu frequente caso di restituzione da me riscontrato e il ring acentrico: questo si determina per fusione delle estremita di un frammento cromosomico che forma un anello privo del centromero. Ho pero riscontrato anche ponti cromatidici e cromoso­mici : i primi formati per fusione dell'estremita distale di due cromatidi la dove si e .staccato un frammento; i secondi originati nella stessa ma­niera da due cromosomi vicini.

Conformente a quanto ho detto per il naftalene picrato, ritengo che anche per il naftaleneaceto-nitrile si debba pensare ad un'azione del composto in fase «pre-split)). In questo caso la mia ossenazione e comprovata, oltre che dalla presenza di frammenti molto spesso doppi, anche dalla elevata percentuale di metafasi aberranti e dalla presenza di molte profasi frammentatissime (fig. 15).

Quanto al decorso del fenomeno nel tempo ho notato che, mentre nei primi giorni di ripresa ·l'attivita mutagena e scarsissima, raggiunge poi quasi d'imprrovviso una punta massima, per ridiscendere infine poi rapidamente a valori molto piu bassi. (Vedi fig. III).

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L'AZIONE CITOGENETIOA Dl UN GRUPPO DI DERIVATI NAFTALENJOI 401

ABERRAZIONJ PROOOTTE DAL

NAFTALENE ACETO NITRILE

LEGENDA

- SOLUZIONE SATURA

-- SOLUZIONE if.! SATURA

LEGEND A

- SOLUZIONE V4 SATURA

-- SOLUZIONEI/8 SATURA

0 1 I>IORNI 01 RIPRESA IN H;!D

Fig. III.

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402 AGOSTINI

La mancanza di cellule mutagene nei primi giorni della ripresa (~

un fenomeno molto comune : i nuclei colpiti dall'azione del composto im­piegano un tempo pil't lungo degli altri per entrare in divisione.

Il fatto che le cellule aberranti si manifeF;tino nel giro di 1, :! o 3 giorni al massimo si puo mettere in correlazione con la limitata esposi­zione del bulbo in soluzione (24 ore).

Riassumendo, il naftaleneacetonitrile e una sostanza veramente de­gna di nota, sia per la molteplicita dei !-lnoi effetti, sia per le particolari modalita con cui esplica la sua azione citogenetica.

Puo anche essere che ·SU que~ta azione intluisca in qualche modo la immiscibilita del naft. con l'acqua. Tale composto infatti fornitomi allo stato liquido, non solo e immiscibile direttamente con l'acqua, rna, una volta sciolto in alcool, si ·scinde anche da que~to quando la soluzione venga versata in acqua. Ho quinui dovuto usare una emulsione dei due liquidi. Stando eosi le cose, e facile arguire che il na.ftaleneaceto-nitrile - come gia ammi~ero LEJVAN e OSTERGREN per altri oomposti naf.talenici (1943) - debba agire solo in parte per osmo8i e in parte, invece, per contatto.

Piuttosto complka.ta risulta l'interpretazione delFattivita citogene­tica dei naftoli da me studiati. In un suo lavoro su alcuni naftaleni l' A v ANZI par la dell' a-naftolo come di un com posto ad effetto c-mitotico, piuttosto tossico scarsamente mutageno. I naftoli da me studiati sono derivati bisostituiti e quindi non perfettamente comparabili all' a-naf­tolo. Comunque ho notato che uno di essi, 1,6 naftolo, ha effetti molto simili a quelli del composto suricordato: avvelenamento pre-profasico, c-mitosi, notevole tossicita (a grandi concentrazioni), rna con 3!ssenza completa di ogni fenomeno mutageno. L'l,5 naftolo presenta, in scala minore, gli stessi effetti del composto 1,6 naftolo, almeno ad alte con­centrazioni, mentre il terzo 1,3 naftolo, presenta, sempre ad elevate con­centrazioni, nelle ore di esposizione solo un effetto tossico e nella ripresa in acqua qualche rara cellula aberrante: a minor concentrazione poi, non ha alcuna azione.

:E evidente che la sostituzione di idrogeni con ossidrili porta ad un notevole aumento della tossicita: rna mentre nei primi due su ricordati rimane sempre presente l'effetto c-mitotico del composto base, anche se disturbato dalla s-tikyness e dalla maggior tossicita della soluzione, nel terzo l'effetto c-mitotico scompare e compare un debole effetto mutageno, facendo pensare che i due ossidrili sostituiti in posizione 1,3 neutraliz­zino l'effetto del composto «base» ed apportino questa nuova azione.

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L'.4.ZIOTE OITOGEKETIOA Dl UN GRUPPO DI DERIVATI NAFTALENIOI 403

S.iccome spesso, nella letteratura, si trovano ricordati isomeri di un composto chimico aventi diversa azione citogenetica, sembra giusto pen­sare che questo -diverso comportamento sia imputabile alla difierente po­sizione dei gruppi sostituiti.

Anche nel comportamento dei derivati solfoniai da me presi in esame deve avere una gramde importanza la formula chimica. Innanzi tutto posso dire che l'introduzione dei radicali HS03 diminuisce l'attivita c-mitotica e la tossicita del composto base. Pero anche in questo caso non tutti e quattro i derivati da me osservati si comportano nella stessa maniera. Si sono dimostrati piu attivi: il sale mono-sodico dell'acido 2-naftalensulfonico e'll il sale monosodico dell'rucido 1, 3, 6 naftalene­sulfonico; mentre quasi completamente inattivi si sono dimostrati i sali disodici degli acidi 1,5 e 2,7 naftalensulfonici.

Questo diverso comportamento dei due sali monosodici rispetto ai disodici farebbe pensare che anche n,sodio abbia una qualche importanza nell'inibire l'azione degli anelli naftalenici.

Vi e inoltre un gruppo eterogeneo di sostanze da me sperhnentate, i cui dati non sono inclusi nel lavoro, perche si sono mostrate pratica­mente inattive:

2 · X aftalenetiol.

1 - N a.ftaleneacetoamide. 2- ~aftalenesulfonicloride.

Tetraclorotetraidronaftalene.

Lo studio di questi composti e stato molto difficile per la loro scar­sissima solubilita sia in alcool che in acqua. Per questo non ho potuto inquadrarne l'azione tra queUe degli altri composti, non potendo con si­curezza attribuire la mancanza di ogni effetto alla loro formula chimica, pensando che, una qualche importanza doveva avere anche il fatto che neUa soluzione satura era contenuta soltanto una minima parte della sostanza in esame.

Concludendo, dal mio lavoro risulta che :

1) Nei composti naftalenici e qurusi sempre presente un certo ef­fetto C·mitotico, perche esso e legato alia presenza dei due anelli ben­zenici.

2) Difllcilmente l'introduzione di un qualche gruppo sostituito la­scia immutato il quadro citogenetico del composto base.

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404 AGOSTINI

3) L'introduzione dei gruppi : acido picDico e acetoi.tlitrile, oltre che esaltare l'effetto c-rrnitotico, apporta al corrnposto un effetto rrnutageno.

4) L'introduzione dei gruppi HS03- diminuisce in genere l'attivita

c-mitotica.

5) L'introduzione dei gruppi OH- aumenta la tossicita alterando cosi il quadro caratteri•stico delle :sostanze colchicino simili. A seconda della posizione dei radicali sostituiti l'effetto c-mitotico puo o coesi.stere con la forte tossicita o scomparire, e presentar·si invece una debole azione mutagena.

BIBLIOGRAFIA

AvANZI M. G., 1950-51. - Frequenze e Upi di. ab&rrazione cromosomiche indotte da al­

cuni. derivati deW a-nattalene. Caryologia, 3.- 165-180.

D' AMATO F., 11M9. - Agglutinazione cromosom'ica stikyness quale effetto citologico ca­

ratteristico di d·ue composti cronwsomici. Caryologia, 2: 101-110.

-, 1949. - Sull'attivita mutagen(}) e sul tipo d4 mutazion>i cromosomiche indotte dal­

l'acenattene. Caryologia, 1: 201-208.

-, 1950. - Studio statistico dell'attivita mutagena dell' Acridina e roerivati. Caryologia,

2: 229-297.

LEVAN A., and OsTERGREN G., 11M3. - The mechanism of c-rmitotic action, Observation

on the naphtalene series. Hereditas, 29: 379-432.

LEVAN A., and T'IJO, 1948. - Induction of chromosome tragmentatJion by phenols. Here­

ditas, 34: 453-485.

TARABUSI T., 1950-51. - RoUure crorrwsomiche indotte dagli a-alogeno-derivati del

nattalene e dalla ~-nattochinolina. Caryologia, 3: 370-380.

SPIEGAZIONE DELLE TAVOLE XXVII-XXX.

TAVOLA XXVII.

Fig. 1: naftalina sosp. 1: 50, 4 ore (Ingr. 1200 ca). - Fig. 2: picrato di naftalina

2,0 mMoljl 4 ore. (Ingr. 1200 ca). - Fig. 3: picrato di naftalina 2,0 mMoljl 8 ore.

(Ingr. 1000). - Fig. 4: picrato di naftalina 2,0 mMoljl 24 ore. (Ingr. 1200 ca). -

Fig. 5: picrato di naftalina 1,0 mMoljl 72 ore + H2 0 48 ore. (Ingr. 1000 ca). - Fig. 6:

picrato di naftalina 1,0 mMoljl 48 ore + H2 0 48 ore (Ingr. 1200 ca). - Fig. 7: picrato

di naftalina 1,0 mMoljl 8-6 giorni + H2 0 48 ore (Ingr. 800 ca). - Fig. 8: picrato di

naftalina 1,0 mMoljl 48 ore+ H20 48 ore. (Ingr. 1000). -Fig. 9: picrato di naftalina

1,0 mMoljl 72 ore+ H20 4 gg. (Ingr. 1000 ca).

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CARYOLOGIA Vol. IX, Tav. XXVII.

S. AGOSTINI. - L'azione citogenetica di un gruppo di derivati naf­talenici.

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CARYOLOGIA Vol. IX, Tav. XXVIII.

S. AGOSTINI. - L'azione citogenetica di un gruppo di derivati naf­talenici.

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CARYOLOGIA Vol. IX, Tav. XXIX.

S. AGOSTINI. - L'azione citogenetica di un gruppo di derivati naf­talenici.

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CARYOLOGIA Vol. IX, Tav. XXX.

S. AGOSTINI. - L'azione citogenetica di un gruppo di derivati naf­talenici.

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L'AZJO~E OITOGENETIOA DI UN GRUPPO DI DERIVATI NAFTALENIOI 405

Fig. 1. C-metafase. - Fig. 2. Anafase multipolare. - Fig. 3. Nuclei di restituzione.

Fig. 4. C-metafase con cromosomi ad X. - Fig. 5. Anafase iniziale con molti fram­

menti. - Fig. 6. Anafase con un frammento doppio. - Fig. 7. C-metafase 32 cromo­

soml. - Fig. 8. Anafase poliploide con ponte da stikyness. - Fig. 9. Anafase poliploide

con ponte cromatidico e sei frammenti.

TAVOLA XXVIII.

(Ingrandimento x 1000 ca)

Figg. 10-11: naftaleneacetonitrile · soluzione satura 8 ore. - Figg. 12, 13, 14, 15:

naftaleiie-acato-nitrile soluzione satura 12 ore + H2 0 4 gg. - Figg. 16-17: naftalene­

aceto-nitrile soluzione % satura 8 ore.

Figg. 10-11. C-metafase ove i cromosomi sono interessati dal fenomeno stikyness. -

Fig. 12. Anafase con ponte cromatidico, un ring, qualche frammento. - Fig. 13. Me­

tafase altamente frammentata. - Fig. 14. Anafase poliploide con frammento doppio.

- Fig. 15. Profase frammentata e visibile un ring. - Fig. 16. C-metafase con cromo­

somi raccorciati per la stikyness. - Fig. 17. C-metafase e C-anafase con cromosomt

raccoreiati per la stlkyness.

TAVOLA XXIX.

Figg. 18-19: naftalene-caceto-nitrile soluzione % satura 24 ore + H2 0 5 gg. (Ingr.

x 1000 ca). - Fig. 20: naftalene-aceto-nit'file soluzione % satura 24 ore + H2 0 7 gg.

(Ingr. 1000 ca). - Fig. 21: naftalene-aceto-netrile soluzione % satura 24 ore + H20

5 gg. (Ingr. 1200 ca). - Fig. 22: 1,6 naftolo 2,0 mMoljl 4 ore (Ingr. x 1200 ca).

Fig. 18. Profase frammentata derivante da un nucleo di restituzione poliploide. -

Fig. 19. Metafase altamente frammentata con ring. ·- Fig. 20. Metafase polverizzata.

- Fig. 21. Anafase con due pont! cromatidict erosi e numerosi frammenti all'equatore.

- Fig. 22. Metafase in reversione con gocce di cromatina espulsa.

TAVOLA XXX.

Figg. 23-28 ingrandimento x 1000 ca - Fig. 29 grandezza naturale.

Figg. 23-24: 1,6 naftolo 2,0 mMoljl 4 ore. - Fig. 2i'i: 1,6 naftolo 1,0 mMoljl 8 ore.

Fig. 26: 1,3 naftolo 2,0 mMoljl 4 ore. - Fig. 27: 1,3 naftolo 1,0 mMoljl 24 ore

+ H2 0 4 gg. - Fig. 28: 1,5 naftolo 1,0 mMoljl 24 ore. - Fig. 29: 1,6 naftolo 1,0

mMoljl 24 ore.

Fig. 2.'3. Nucleo i cui cromosomi sono ridott! ad un ammasso di cromatina. -

Fig. 24. Nucleo con cromatina a gocce. - Fig. 25. C-anafase. - Fig. 26. Numerosi ponti

cromatinici. - Fig. 27. Ponte cromosomico ruotato. - Fig. 28. C-metafase a 32 cro­

mosomi. - Fig. 29. Apici radicali di AUi1tm Oepa L. imbruniti.

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406 AGOSTINI

SUMMARY

Studies carried out on cyto-istological and macrocopical effects of naphthaline and

its 14 derivatives in the A~Vium Oepa test.

From the experiments we- carried out we have arrived at the following conclu­

sions:

1) In the naphthalenic substances we have always found a c-mitotic effect (iig. 1)

which in not highly toxic derivatives has produced 4-n nuclei (fig. 7) - because it

:is determined by the presence of the two benzenic rings.

2) The introduction of some substituted groups very often determines an alte­

ration with regard to the cyto-histological effect of the basic compound (naphthaline).

3) The introduction of the « picric acid » and « naphthalene aceto nitrile acid »

groups, besides increasing the c-mitotic effect, determines in the compound a nmtage­

nic effect also, which is particularly notable in the naphthalene-aceto-nitrile acid. This

latter compound attack the cells in each stage of their cycle: there are indeed many

prophase phragmentations (fig. 15) and pulverized metaphase (fig. 19-20) and therefore

we conclude that it produces its effects before the cr.omosomic autoduplication. We have

observed fragmented poliploid nuclei also (fig. 18).

4) The introduction of the HSO 3

- group generally decrease the mitotic activity.

5) The introduction of the OH- group increases the toxic action thus altering

the charatteristic picture of the colchicino similar substances. On accordance with

the position of substituted radicals the c-mitotic effect may coexist with thishigh toxic

action or disappear and we can see in its play a weak mutagenic action. These com­

pound determine a coloration of the radical apexes depending on the position of the

substituted group varies from a green to a classic brown-colour.

RIASSUNTO

Materia del presente lavoro sono le osservazioni cito-istologiche e macroscopiche

fatte su bulbi di A.llium Oepa L. dopo il tratt mento con il composto naftalina e con

14 suoi derivati.

Dagli esperimenti fatti siamo arrivati aile seguenti conclusion!:

1) Nei composti naftalenici e quasi sempre presente un effetto c-mitotico che in

quelli non molto tossici pub portare alla formazione di nuclei 4-n, perche esso e legato

alia presenza dei due anelli benzenici.

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L'AZIONE OITOGENETIOA DI UN GRUPPO Dl DERIVATI NAFTALENIOI 407

2) L'introduzione di un qualche gruppo sostituito dillicilmente lascia immutato

il quadro citologico del composto base.

3) L'introduzione del gruppi (c acido picrico » e ct naftalene-aceto-nitrile », oltre

che esaltare l'effetto c-mitotico, apporta al composto un eft'etto mutageno che appare

particolarmente rilevante nell'acido naftalene-aceto-nitrile.

Quest'ultimo composto attacca le cellule in ogni stadio del loro ciclo : vi sono

infatti l>rofasi frammentatissime e metafasi polverizzate, per cui si ritiene che esso

operi principalmente prima dell'autodul>licazione cromosomica. Si sono riscontrati an­

che nuclei poliploidi frammentati.

4) L'introduzione del gruppi HSO 3

- diminuisce in genere l'attivitil mitotica.

5) L'introduzione del gruppo OH- aumenta la tossicitll., alterando cosl ll quadro

caratteristico delle sostanze colchicino-simili.

A seconda della posizione dei radicali sostituiti l'eft'etto c-mitotico puo o coesistere

con la forte tossicitil o scomparlre e presentarsi invece una debole azione mutagena.

Quest! compost! determinano anche una colorazione degli apici radicali che, a

~;econda della posizione del gruppo sostituito, va da un colore verde al classico im­

brunimento.

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