タンパク質は、染色体の物理的構造を決定する上で重要な役割を果たします。これらのうち最も豊富にあるのは、ヒストンと呼ばれる小さな正に帯電したタンパク質です。この正電荷により、負に帯電したDNAと密接に結合することができます。

細胞周期の特定の段階では、DNAは特定の種類のヒストンにしっかりと巻き付けられ、ヌクレオソームと呼ばれる構造を形成します。ヌクレオソームは、DNAの「ストリング」上の「ビーズ」として説明されることがよくあります。

ヌクレオソームは、いくつかの重要な元素から構成されています。その最初のものは、H2A、H2B、H3、H4 の 2 分子ずつからなるヒストンタンパク質の八量体です。

次に、ヌクレオソームは、タンパク質八量体に約2回巻き付けられた145〜147 bpの長さのDNAも持っています。

ヒストン八量体とその周りのDNAは、一緒になってヌクレオソームコア粒子として知られています。

ヌクレオソームコア粒子の各ヒストンは、11〜27個のアミノ酸からなる小さな正に帯電した尾部を持っています。

尾部はヌクレオソームコア粒子から伸びており、負に帯電したDNAとヒストンを関連付けるのに役立ちます。さらに、ヒストンテールは隣接するコア粒子のテールと相互作用できるため、DNAパッケージングが容易になります。

ヒストンの5番目のタイプであるH1は、ヌクレオソームのコア粒子の一部ではありませんが、ヌクレオソームの構造において重要な役割を果たします。H1はDNAに結合し、結合してからオクタマーを離れ、クランプとして機能してDNAを所定の位置に保持します。

最後に、ヌクレオソームは、ヌクレオソームコア粒子に隣接するリンカーDNAの伸長も包含します。各コア粒子を分離するリンカーDNAは、細胞タイプ間で約30塩基対から40塩基対まで長さが異なる場合があります。

ヌクレオソームとヌクレオソームコア粒子という用語はしばしば同じ意味で使用されますが、ヌクレオソームは実際にはヌクレオソームコア粒子と隣接するリンカーDNAを指します。

全体として、ヌクレオソームは、長いDNA分子を元の長さの約3分の1のクロマチン糸に還元することができます。