In uno studio di una singola molecola che ha caratterizzato l'attività della DNA girasi come una funzione della "tensione" del DNA (intesa come forza applicata) e dell'ATP ha proposto il modello meccano-chimico. Fino al suo legame con il DNA (lo stato "Gyrase-DNA"), esiste una competizione tra il ripiegamento del DNA e la dissociazione, mentre l'aumento della tensione del DNA aumenta la probabilità di dissociazione. Fino al ripiegamento e all'idrolisi dell'ATP, vengono introdotti due superavvolgimenti negativi nel template, provvedendo opportunità per i successivi eventi di "wrapping e supercoiling" (ripiegatura e formazione del superavvolgimento).