Un nucléosome contient un ensemble de protéine qui est composé de quatre histones de base-H2A, H2B, H3 et H4.En plus de ces quatre histones de base standard, les eucaryotes possèdent également quelques variants de chaque histone, à l'exception de H4.Les queues amino-terminales des histones du cœur standard et variant dépassent des nucléosomes et sont non structurées et très mobiles. Ces queues, composées d'environ 30 acides aminés, sont soumises à plusieurs formes de modifications covalentes, telles que l'acétylation des lysines, la phosphorylation des sérines et la mono, di ou triméthylation des lysines. Les réactions qui conduisent à ces modifications sont catalysées par différentes enzymes, telles que les méthyltransférases, les acétylases et les kinases.

Ces groupes d'enzymes sont collectivement appelés les writers. Les réactions qui catalysent l'élimination de ces groupes chimiques sont catalysées par des enzymes telles que les déméthylases, les déacétylases et les phosphatases. Ces enzymes sont collectivement appelées les erasers.

Parmi les nombreuses combinaisons possibles de différents variants d'histone et de modifications finales amino-terminales, seulement certains ensembles coordonnés sont connus. Certains de ces ensembles combinés de modifications encodent un signal spécifique pour la cellule. Par exemple, un ensemble de modifications signale des dommages de l'ADN et le besoin de réparation.

Un autre signale l'expression des gènes, tandis que d'autres signalent l'inhibition ou la modification de la chromatine, comme l'établissement et la propagation de l'hétérochromatine. Ce système de codage est appelé code des histones. Les signaux codés dans ces modifications sont décodés par des protéines régulatrices spécifiques appelées readers.

Ces protéines et complexes multiprotéiques contiennent divers petits domaines, chacun reconnaissant une marque d'histone particulière. Ils se lient étroitement à une région de chromatine qui contient plusieurs marques d'histone différentes et attirent des complexes protéiques supplémentaires avec des activités catalytiques. Cela conduit à des fonctions biologiques spécifiques, telles que la modification de la chromatine, l'expression des gènes et la neutralisation des gènes.