染色质和染色体的化学组成
染色质和染色体的主要化学成分是DNA和组蛋白，占染色质和染色体总化学成分的98%以上。在染色质和染色体中，DNA和组蛋白的比例接近1∶1。此外，染色质和染色体也含有非组蛋白和少量RNA。
DNA是高度稳定和复杂的。正常情况下，同一种不同间期细胞的DNA分子结构和数量是一致的，但不同种细胞的DNA数量和长度差异很大。每条染色体都由一个线性DNA分子组成。在真核细胞中，染色体DNA序列按其分子组成可分为单一序列和重复序列。单一序列是指在基因组中只出现一次或几次的非重复、单拷贝序列。大多数编码蛋白质的结构基因都是单一序列。重复序列是具有多个拷贝的序列。拷贝数在102～105之间的序列称为中度重复序列，重复单元由几百到几千个bp组成。中度重复序列多为非编码间隔序列，少数具有编码功能或基因调控功能。拷贝数大于105的序列为高度重复序列，重复单元一般为2～200 bp。高度重复序列分布在染色体的着丝粒和端粒中。
组蛋白（histone）是真核生物染色体的基本结构蛋白，在成年脊椎动物的不同组织中相对稳定，没有物种和组织特异性（组蛋白H1除外）。组蛋白不含带正电荷的精氨酸、赖氨酸和其他碱性氨基酸，等电点的p H值一般在10.0以上，它可以与带负电荷的DNA分子紧密结合，通常不需要特殊的核苷酸序列。组蛋白在细胞周期S期与DNA同时合成。组蛋白在细胞质中合成后被转移到细胞核，在细胞核内组蛋白与DNA紧密结合并组装成染色质。聚丙烯酰胺凝胶电泳可将组蛋白分离为H1、H2A、H2B、H3和H45种组分，几乎所有的真核细胞都含有这5种组蛋白，并且数量丰富，每个细胞中的每种类型的组蛋白约有6×107个分子。组蛋白在功能上可分为核小体组蛋白和H1组蛋白。
核小体组蛋白（nucleosomal histone）相对分子质量较小，一般由102～135个氨基酸残基组成。核小体组蛋白包括H2A、H2B、H3和H44种，它们有相互作用形成聚合体的趋势，使DNA卷曲成核小体。核小体在进化上具有高度保守性，没有物种和组织特异性，其中H3和H4组蛋白是已知蛋白中保守性最强的。例如，海星与哺乳动物的H4组蛋白中只有1个氨基酸不同，牛和豌豆的H4组蛋白中102个氨基酸残基中只有2个不同。这表明，H3和H4组蛋白的功能几乎涉及所有的氨基酸，其中任何一种氨基酸的突变都可能会对细胞有害。
H1组蛋白相对分子质量相对较大，由220个氨基酸组成，其保守性较核小体组蛋白低，具有一定的物种和组织特异性。哺乳动物细胞中大约有6种密切相关的H1组蛋白亚型，它们的氨基酸序列略有不同。H1组蛋白在核小体形成中起连接作用，使染色质极化，并参与染色体高级结构的构建。
组蛋白可以被化学修饰，如乙酰化（acetylation）、磷酸化、甲基化等。乙酰化可以改变赖氨酸携带的电荷，减弱组蛋白与DNA的结合，导致DNA解旋，有利于DNA的复制和转录。磷酸化也有类似乙酰化的作用。甲基化可以增强组蛋白与DNA的结合，降低DNA的转录活性。(https://www.daowen.com)
非组蛋白（non-histone）是染色质中除组蛋白外的其他蛋白质的总称，是一种带负电荷的酸性蛋白质，富含天冬氨酸、谷氨酸等。非组蛋白数量不多，但种类繁多，双向凝胶电泳可得到500多种，相对分子质量为10～15 kDa。非组蛋白包括一些参与核酸代谢和染色体化学修饰的结构蛋白、调节蛋白和相关酶。大多数非组蛋白能识别并结合特定的DNA序列，启动和促进基因复制和转录，调控基因表达。非组蛋白还能促进DNA分子在核小体结构中的进一步折叠，从而在染色体的构建中发挥作用，形成有利于DNA复制和转录的结构域。非组蛋白具有物种特异性和组织特异性，可以在整个细胞周期中合成。非组蛋白的数量通常随细胞类型和生理状态而变化。一般来说，在功能活跃的组织中，非组蛋白在染色质中含量较多。非组蛋白最重要的特性之一是在细胞周期的不同时期或基因表达的不同阶段高度磷酸化，这也被认为是基因表达调控的重要环节。
在细胞分裂阶段，细胞核中的染色质很容易被碱性染料染色。在核分裂过程中，染色质由于形态、性质和功能的不同，导致折叠和压缩方式不同，因此被分为常染色质（euchromatin）和异染色质（heteromatin）。
常染色质是细胞分裂间期核内压缩和折叠程度较低的、处于伸展状态的染色质细纤维丝。常染色质由单一序列和中度重复序列的DNA组成，虽然不是全基因，但具有转录活性。在分裂细胞中，常染色质分布于染色体的臂上。
异染色质由高度重复序列的DNA组成，具有限制性转录的特点，一般分布在间期核的外围，在中期染色体上主要分布在着丝粒和端粒上。异染色质包括组成性异染色质（constitutive heteromatin）和兼性异染色质（facultative heteromatin）。组成性异染色质是指在不同细胞类型的所有发育阶段都是凝集状态的染色质，代表永久转录和沉默的DNA，主要位于染色体的端粒和着丝粒上，不转录和编码。兼性异染色质是指在某些细胞类型中或一定的发育阶段呈凝集状态的异染色质，如雌性哺乳动物的X染色体失活。X染色体失活是指雌性哺乳动物的两个X染色体拷贝中的一个被失活的过程，失活的X染色体通过包装成转录失活的兼性异染色质而沉默。X染色体失活确保了男性和女性细胞具有相同数量的活性X染色体，从而合成了相同数量的由X染色体连接的基因编码的产物。异染色质具有多种功能，如基因调控、保护染色体的完整性等。
常染色质和异染色质在细胞学上的区别是用碱性染料染色时颜色的深浅，常染色质染色较浅，异染色质染色较深。常染色质比异染色质复制早，常染色质的复制普遍在S期的早期和中期，而异染色质的复制在S期后期。常染色质通常在快速增殖的细胞（如胚胎细胞、骨髓细胞和肿瘤细胞）中丰富。异染色质在高度分化的细胞中占主导地位，含量可达染色质总量的90%～100%。然而，常染色质和异染色质之间的上述差异并不是绝对的，它们在同一细胞的不同功能状态下也可以相互转化。可以说，常染色质和异染色质在化学性质上没有差异，它们是染色质存在的不同状态，这种不同状态与组蛋白的分布比例有关。一定量的组蛋白与常染色质结合，可促进常染色质向异染色质转化。