染色质的主要功能是将真核dna紧密包装成足够小的束，以适合细胞核的范围。密集的包装对于在一个细胞内保存整个基因组至关重要；然而，这种紧凑性也可能是一个障碍。如果dna包装得太紧，它就不容易获得，并且包括转录、复制、修复和重组在内的重要功能不再可行。因此，必须在基因组包装和基因组可获得性之间取得平衡。这一概念是使转录因子能够与靶dna序列结合的基础，或者是完全阻止获得该特定序列的基础。通过这种方式，表观遗传信息由染色质包装和涉及组蛋白和dna的染色质修饰来调节。
图1.1.：围绕着组蛋白核心的dna正面视图。图像改编自luger等人的工作
组蛋白和非组蛋白是染色质的主要结构单位。细胞内含有丰富的组蛋白，五种不同的组蛋白被认为对3种染色质组成结构至关重要：h1，h2a，h2b，h3和h4.5所有这五种都是带正电荷的富含精氨酸或赖氨酸的蛋白质，它们通过离子键与带负电荷的dna磷酸骨架相互作用。每个组蛋白h2a，h2b，h3和h4的两个拷贝组装成八聚体核心结构，dna螺旋缠绕在这些核心八聚体上，形成核小体。luger等人推导出这种dna包裹的组蛋白核心的结构(图1.1和图1.2)。每个组蛋白的核心八聚体具有引导147个碱基对的标志物，该标志引导左旋超螺旋构象中的dna，使核心转动1.6圈。第五个组蛋白h1是一种连接蛋白，它将核小体结合在一起，在每个核小体之间产生29-43个碱基对的dna。
图1.2：围绕着组蛋白核心的dna侧视图。图像改编自luger等人的工作
dna通常是针对表观遗传修饰的，这包括甲基化。这种dna甲基化是发生在cpg二核苷酸中胞嘧啶的5位的表观遗传标记(图1.3)。dna甲基化与许多疾病(包括癌症)发病机制中相关基因的转录沉默有关。甲基化是由dna甲基转移酶(dnmts)催化的，并且大多数cpg二核苷酸位于cpg岛上，约占基因启动子的50%-60%。
胞嘧啶5位是dna甲基化发生的位点
dna甲基化对于调节胚胎发育至关重要，并且是染色体稳定所必需的。当启动子区域受到甲基化时，相应的基因被抑制，因为它们不被转录因子识别。不能保持表观遗传标记和dna甲基化模式与某些蛋白质表达过低或过高有关，这可能导致癌症。作为一个整体，表观遗传修饰几乎与所有类型的癌症有关。与基因突变不同，表观遗传修饰是可逆的，dna序列永远不会改变。由于这些原因，dna甲基化是治疗学的一个令人兴奋的目标。
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