Heterochromatin ist eine Form von eng gewundenem Chromosomenmaterial, das Gene trägt und als genetisch weitgehend inert gilt. Es existiert in zwei Formen – konstitutiv und fakultativ Heterochromatin. Konstitutives Heterochromatin gilt sowohl in Form als auch Funktion als fixiert und findet sich auf den 1-, 9-, 16- und Y-Chromosomen oder typischerweise an Stellen wie Telomeren am Ende der Chromosomen. Fakultatives Heterochromatin kann sich in einen normalen euchromatischen Zustand verwandeln, der den Großteil des genetisch aktiven Materials im menschlichen Körper umfasst und auf inaktiven X-Chromosomen gefunden wird.
Wenn Heterochromatin-Bildung vorhanden ist, unterdrückt es normalerweise die Transkription genetischer Information in sich selbst oder in benachbarten Chromatin-Regionen, und dieser Effekt auf die Genexpression wird als Positionseffekt-Variegation bezeichnet. Der Grund, warum die Heterochromatinbildung die Genexpression verhindert, wurde in der Forschung auf eine von drei Ursachen eingegrenzt. Heterochromatin-Protein kann Regionen des nahegelegenen normalen Chromatins beeinflussen, indem es deren Fähigkeit zur Genexpression unterdrückt, oder es kann in Regionen liegen, in denen die Transkription normalerweise ohnehin ausgeschlossen ist, wie zum Beispiel im Chromozentrum. Die dritte Unterdrückungsmethode gilt nicht für die menschliche genetische Kodierung und ist stattdessen ein limitierender Faktor für die Genexpression bei einigen Insektenarten, die auf ihre Wirkung untersucht wurden, wie zum Beispiel Fruchtfliegen.
Die Variegation des Positionseffekts wurde nun von der Wissenschaft als eine Bedingung bei allen eukaryotischen Arten festgestellt, einschließlich Hefe und jeder anderen Lebensform außer Bakterien, einigen Blaualgen und anderen primitiven Organismen. In Säugetierorganismen ist Heterochromatin im Zentromer oder in der zentralen Struktur eines Chromosoms konzentriert, wo die beiden Chromatiden zusammengehalten werden, um eine X-Form zu bilden. Es befindet sich auch an den Telomeren oder Enden von Chromosomenabschnitten der Desoxyribonukleinsäure (DNA).
Am Zentromerort ist Heterochromatin eine Form von Satelliten-DNA, die eine Kette kurzer, sich wiederholender Nukleotidsequenzen ist. Normalerweise ist Satelliten-DNA nicht an der Transkription beteiligt, wie dies in diesem Fall nicht der Fall ist. Es ist auch bekannt, dass es eine stark veränderliche Form von DNA ist, die anfällig für kanzeröse Wirkungen ist, aber in diesem Fall ist zentromerisches Heterochromatin ein stabiles und schützendes Merkmal des Chromosoms. Der Ort scheint in erster Linie eine strukturelle oder architektonische Rolle zu spielen, indem er als Bindemedium für den Kinetchor dient, die Orte auf beiden Seiten eines Chromosom-Zentromers, an denen während des Zellteilungsprozesses Spindelfasern befestigt werden.
Das Vorhandensein von Heterochromatin im Körper kann einen direkten Zusammenhang mit dem Alterungsprozess haben. Früher glaubte man, dass Orte für dieses chromosomale Material in der frühen Entwicklung eines Organismus festgelegt und während des gesamten Lebenszyklus erhalten wurden. Untersuchungen der Geron Corporation zeigen nun, dass die Konzentrationen mit dem Alter eines Organismus abnehmen, und dies wurde sowohl in Hefe- als auch in Mäusestudien beobachtet, bei denen die Fähigkeit von Heterochromatin, die Genexpression zu unterdrücken, im Laufe der Zeit allmählich nachlässt. Wenn die Genexpression in diesen Regionen zunimmt, kann sie zu Mutationen und degenerativen Erkrankungen im Zusammenhang mit dem Altern beitragen.