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Magnetic tweezers: a sensitive tool to study DNA and chromatin at the single-molecule level

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The advent of single-molecule biology has allowed unprecedented insight into the dynamic behavior of biological macromolecules and their complexes. Unexpected properties, masked by the asynchronous behavior of myriads of molecules in bulk experiments, can be revealed; equally importantly, individual members of a molecular population often exhibit distinct features in their properties. Finally, the single-molecule approaches allow us to study the behavior of biological macromolecules under applied tension or torsion; understanding the mechanical properties of these molecules helps us understand how they function in the cell. In this review, we summarize the application of magnetic tweezers (MT) to the study of DNA behavior at the single-molecule level. MT can be conveniently used to stretch DNA and introduce controlled levels of superhelicity into the molecule and to follow to a high definition the action of different types of topoisomerases. Its potential for chromatin studies is also enormous, and we will briefly present our first chromatin results.Key words: single-molecules, chromatin, topoisomerases, magnetic tweezers, force.

L'avènement de la biologie unimoléculaire a permis de mieux comprendre le comportement dynamique des macromolécules biologiques et de leurs complexes. Des propriétés imprévues, masquées par le comportement asynchrone d'une multitude de molécules dans les expériences globales, peuvent apparaître; de plus, les propriétés de chacun des membres d'une population moléculaire ont souvent des particularités distinctives. Finalement, les approches unimoléculaires nous permettent d'étudier le comportement de macromolécules biologiques soumises à une tension ou une torsion : la compréhension des propriétés mécaniques de ces molécules nous aide à comprendre comment elles agissent dans la cellule. Dans cet article, nous faisons une revue de l'usage de pincettes magnétiques pour étudier le comportement d'une seule molécule d'ADN. Les pincettes magnétiques peuvent être utilisées de façon commode pour étirer l'ADN et introduire un taux précis de surenroulement dans la molécule et pour examiner à haute définition l'action de différents types de topoisomérases. Leur potentiel pour l'étude de la chromatine est également énorme et nous présentons brièvement nos premiers résultats concernant la chromatine.Mots clés : molécules isolées, chromatine, topoisomérases, pincettes magnétiques, force.[Traduit par la Rédaction]
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Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2003

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