（一）染色质的化学组成
通过对多种细胞的染色质进行分析，证明染色质的主要组成成分是DNA、组蛋白、非组蛋白和少量的RNA。DNA和组蛋白的含量比较稳定，非组蛋白和RNA的含量常随细胞生理状态的不同而改变。
1．DNA 生物体的遗传信息就蕴含于DNA分子的核苷酸序列之中。因此，DNA就是遗传信息的载体。DNA的结构性质稳定，不会因细胞的分化而丢失，在同种生物的各类细胞中其含量恒定，生殖细胞中DNA的含量是体细胞的一半。人类一个体细胞内的DNA重约7．0 ×10-8g，总长度约2m。一个基因组的DNA分子大约3×109个碱基对。
真核细胞的DNA总是和大量的蛋白质结合在一起以染色质或染色体的形式存在，每条染色单体只含一个DNA分子。这类DNA分子中含有单一序列（unique sequence）和重复序列（repetitive sequence），重复序列又按其重复程度分为中等重复序列和高度重复序列。
2．组蛋白（histone） 组蛋白是染色质中富含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸的蛋白质，带正电荷。根据其所含精氨酸和赖氨酸的比例不同而分为5种类型：即H1、H2A、H2B、H3、H4。除组蛋白H1外，其他4种组蛋白在进化过程中都是相当保守（H2A、H2B）和高度保守（H3、H4）。它们的含量和结构都很稳定，没有明显的种属和组织的特异性。
组蛋白为真核细胞所特有，其含量与DNA量相近，它们以静电引力与DNA紧密结合，维持染色质结构。组蛋白与DNA结合可抑制DNA的复制与转录，这是因为组蛋白阻止了DNA聚合酶进入染色质的复制起始部位。DNA与组蛋白结合的构型也不适合RNA聚合酶的转录。当组蛋白被磷酸化、乙酰化或甲基化等化学修饰改变了其电荷性质时，便降低了其与DNA的结合力，使DNA裸露、解旋，从而有利于进行复制或转录。
3．非组蛋白（non histone） 非组蛋白是染色质中除组蛋白以外所有蛋白质的统称。非组蛋白为富含天冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸的酸性蛋白质，带负电荷。这类蛋白质在细胞中的含量远比组蛋白少，但其种类繁多，功能各异，具有种属、器官、组织甚至细胞的特异性。
目前已分离得到的非组蛋白有500多种，但每一种的含量却很少。主要是与DNA复制和RNA转录时染色质化学修饰有关的酶系、参与染色体构建的结构蛋白及少量特异性的调节蛋白。
4．RNA 染色质中RNA的含量很少，不到DNA量的10%，主要是新合成的mRNA、tRNA和rRNA的前体。
（二）染色质的结构单位
真核细胞中的DNA是很长的线性大分子。如人类一个体细胞中DNA总长度可达2m左右，却可容纳在直径不到10μm的细胞核中，行使正常的复制、转录等功能，并能在细胞分裂过程中平均分配到两个子细胞中去。这些便可说明DNA、组蛋白和非组蛋白等分子组装成的染色质是一个非常精细的结构。1974年Olins A．L．和1976年Woodcock C．L．F．等人在高分辨电镜下观察到了数种真核细胞间期染色质的串珠样结构。1974年Kornberg R．D．关于染色质的生化分析也证实了染色质的基本结构单位是核小体（nucleosome）。核小体由5种组蛋白（H2A、H2B、H3、H4和H1）和200个碱基对的DNA组成。其中组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两个分子组成八聚体，形似扁鼓，直径约11nm，高约60nm。DNA分子在八聚体外盘绕1．75圈，每圈83个碱基对，共约146个碱基对，剩余不到60个碱基对的DNA构成核小体间的连接部分。组蛋白H1有一个球状的中心及伸展的氨基端臂和羧基端臂，H1以其球状中心与核小体上特定位点结合，其两臂则与缠绕在八聚体进出口端的DNA结合，以锁定核小体，发挥其稳定核小体结构的作用，同时也有助于染色质的进一步凝聚（图2-1）。
图2-1 核小体结构
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