2. 染色质的三维结构
在真核细胞中，DNA总是以染色质的形式存在，每一个细胞都有约2米长的DNA链通过染色质紧密折叠被包含在几个微米的细胞核里。染色质早在1879年就被德国生物学家弗莱明Flemming提出，用于描述细胞核中已被碱性染料染色的物质。其在细胞有丝分裂期高度折叠形成染色体。
染色质是遗传物质基因的主要载体，是调节生物体新陈代谢、遗传和变异的物质基础。所有有关DNA的生命活动都是在染色质这个结构基础上进行的：染色质使基因组DNA有序组织在有限大小的细胞核内；同时保证细胞分裂过程中DNA的有序分离；保护DNA以有效防止DNA损伤；并控制基因的转录活性。
虽然染色质的概念早在1879年就被提出，但是直到一百年后的1974年，Kornberg利用生物化学和电镜成像技术，才发现染色质的一级结构，即由DNA串联的11nm核小体串珠结构。核小体是染色质结构的基本单元，由147bpDNA缠绕组蛋白八聚体(由四种组蛋白H2A、H2B、H3和H4各两个分子组成的扁球状八聚体)1.75圈组成，其高精度精细结构于1997年被Richmond研究组解析。染色质一级结构折叠形成染色质二级结构“30nm染色质纤维”。教科书上认为30nm染色质纤维是染色质一级结构经螺旋化形成每一周包含6个核小体的螺旋管线状体。但是由于30nm染色质纤维的精细结构一直没有被解析，其结构模型目前仍然存在着很大的争议。染色质二级结构再进一步折叠形成更为复杂的染色质高级结构，从而实现将长达2米的基因序列有规律的归集在微米级的细胞核中。
除了细胞核中染色质的整体组织形式受到细胞周期调控以外，其局部结构也是高度动态的，受各种表观遗传因素的调控，包括组蛋白变体，DNA和组蛋白化学修饰等。染色质结构的动态调控与其相关基因的活性密切相关：染色质结构紧密，阻碍DNA与各种转录因子或DNA修复因子的作用，从而抑制基因活性；另一方面，染色质结构松散暴露DNA，使得基因活性被激活。