染色质(chromatin)与染色体(chromosome)是同一物质在细胞间期和分裂期的不同表现形式。
一、染色质的化学组成
1.DNA
DNA是染色质的主要组成成分,也是遗传信息的携带者,遗传信息就蕴藏在DNA的核苷酸序列中,对于每一物种来说,其细胞内DNA的含量是恒定的。
2.组蛋白
组蛋白是构成染色质的主要蛋白质成分,富含精氨酸和赖氨酸带正电荷的碱性蛋白,可分为H1、H2A、H2B、H3和H4五类。组蛋白可以进行化学修饰,如乙酰化,磷酸化和甲基化等。生物体可以通过调控组蛋白的化学修饰,达到调控遗传信息转录的目的。
3.非组蛋白
非组蛋白是一类酸性蛋白质,含天门冬氨酸,谷氨酸等酸性氨基酸,带负电荷。非组蛋白数量少但是种类多,有种属和组织特异性,在整个细胞周期都能合成。一般功能活跃组织的染色质中非组蛋白含量比不活跃的组织高。非组蛋白是真核细胞转录的活动调控因子,与基因的选择性表达有关,非组蛋白可以被磷酸化,是基因表达调控的重要环节。
4.RNA
染色质中含有少量RNA,可能是染色质中DNA的转录产物。
二、染色质的分子结构
染色质的基本结构亚单位为核小体,一个核小体由五种组蛋白和长约200个碱基对左右的DNA组成。其中H2A、H2B、H3及H4各2个分子组成一个八聚体核心颗粒,核心颗粒的形状是一个扁圆形球体,直径约10nm。双股螺旋DNA分子绕在八聚体外面,绕1.75圈。组蛋白H1不参与八聚体的构成,而是位于连接DNA当中。
三、染色质的类型
1.常染色质
常染色质螺旋化程度低,纤维直径10nm,呈松散伸展状,分散度大,染色比较浅而且均匀。常染色质含有单一或中度重复序列的DNA,具有转录活性,常位于间期细胞核的中央部位。
2.异染色质
异染色质螺旋化程度较高,常呈凝集状态,纤维直径25nm左右,染色较深,多分布在核膜内表面,有的与核仁相结合,构成核仁相随染色质。异染色质为间期核中不活跃的染色质,其DNA复制较晚,含有重复DNA序列,很少进行转录。异染色质又分为结构异染色质和兼性异染色质两种。
四、性染色质
性染色质是X和Y(染色体)的异染色质在间期细胞核中显示出来的一种特殊结构。X染色质为正常女性间期细胞核中紧贴核膜内缘的一个染色较深,大小约为1μm的椭圆形小体,正常男性则没有X染色质。Y染色质即正常男性的间期细胞用荧光染料染色后,在细胞核内可出现一强荧光小体,直径为0.3μm左右。
X染色质形成的Lyon假说:①失活发生在胚胎发育早期②X染色体的失活是随机的③失活是完全的,雌性哺乳动物体细胞内仅有一条X染色体是有活性的。另一条X染色体在遗传上是失活的;④失活是永久的和克隆式繁殖的。
五、染色体的组装
四级结构模型;骨架-放射环结构模型;新近研究的发现。

