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Micromechanics of chromatin and chromosomes

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The enzymes that transcribe, recombine, package, and duplicate the eukaryotic genome all are highly processive and capable of generating large forces. Understanding chromosome function therefore will require analysis of mechanics as well as biochemistry. Here we review development of new biophysical-biochemical techniques for studying the mechanical properties of isolated chromatin fibers and chromosomes. We also discuss microscopy-based experiments on cells that visualize chromosome structure and dynamics. Experiments on chromatin tell us about its flexibility and fluctuation, as well as quantifying the forces generated during chromatin assembly. Experiments on whole chromosomes provide insight into the higher-order organization of chromatin; for example, recent experiments have shown that the mitotic chromosome is held together by isolated chromatin-chromatin links and not a large, mechanically contiguous non-DNA "scaffold".Key words: DNA struture, chromatin, chromosomes, mitosis.

Toutes les enzymes qui transcrivent, recombinent, enroulent et copient le génome eucaryote sont très processives et peuvent engendrer de grandes forces. Donc, la compréhension du rôle du chromosome nécessitera une analyse non seulement de la biochimie, mais également des mécanismes. Dans cet article, nous faisons une revue de la mise au point de nouvelles techniques biophysiques et biochimiques pour étudier les caractéristiques mécaniques de chromosomes et de fibres chromatiniennes isolés. Nous discutons également d'expériences sur des cellules utilisant la microscopie et permettant de visualiser la structure et la dynamique des chromosomes. Des expériences sur la chromatine nous renseignent sur sa flexibilité et son oscillation; de plus, elles nous permettent de quantifier les forces engendrées lors de l'assemblage de la chromatine. Des expériences sur des chromosomes entiers nous renseignent sur l'organisation d'ordre supérieur de la chromatine; par exemple, des expériences récentes ont montré que le chromosome mitotique est maintenu ensemble par des liaisons isolées entre des fibres chromatiniennes et non pas grâce à un gros échafaudage mécaniquement contigu, de nature autre que l'ADN.Mots clés : stucture de l'ADN, chromatine, chromosomes, mitose.[Traduit par la Rédaction]
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Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2003

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