Histone sind Strukturen in eukaryontischen Zellen und einigen einzelligen Mikroorganismen des Stammes Euryarchaeota, die als Spulen dienen, um die sich die Desoxyribonukleinsäure (DNA) der Zelle sehr eng wickelt. Ohne die Platzerhaltung, die Histone ermöglichen, könnten Zellen ihre eigene DNA nicht enthalten. Histone spielen auch bei der Genexpression eine wichtige Rolle, indem sie den Zugang von transkriptionsaktiven Molekülen zu den DNA-Genen ermöglichen oder behindern. Eine dritte Aufgabe besteht darin, die strukturelle Integrität der DNA und des viel größeren Chromosoms aufrechtzuerhalten.
Die Stoffe, aus denen Histone bestehen, sind Proteine, die sich von Spezies zu Spezies kaum unterscheiden. Die gebräuchlichsten Proteine heißen H1/H5, H2A, H2B, H3 und H4. Die DNA wird durch die Anziehung zwischen den Seitengruppen der Histonproteine und der DNA eng an die Histone gebunden. Diese Anziehungskraft wird durch die Addition von Acetyl- oder Methylgruppen an einige Lysin- oder Arginin-Aminosäuren nahe dem Ende der H3- und H4-Proteine modifiziert. Die Straffung oder Lockerung des DNA-Strangs führt dazu, dass die Gene zugänglich oder nicht zugänglich sind, was als „Ein- oder Ausschalten“ des Gens bekannt ist.
In den meisten Zellen, unabhängig von der Quelle, bilden acht Histonproteine, bestehend aus jeweils zwei H2A, H2B, H3 und H4, eine Oktettstruktur. Ungefähr 146 Basenpaare der DNA wickeln sich fast zweimal um die Oktettstruktur, um ein „Nukleosom“ zu bilden. Eine kurze DNA-Schleife, stabilisiert durch das H1-Protein oder sein H5-Analogon, führt zum nächsten Nukleosom und bildet eine Struktur, die oft als „Kügelchen an einer Schnur“ bezeichnet wird. Die Nukleosomen und ihre verbindenden DNA-Abschnitte bilden enge Spiralen mit sechs Nukleosomen pro Umdrehung, um sogenannte Chromatinfasern herzustellen. Die Fasern packen sich zu einem Chromosom zusammen.
Die Histonproteine H2A, H2B, H3 und H4 haben ein relativ niedriges Molekulargewicht und bestehen aus 120 bis 135 Aminosäuren pro Proteinmolekül. Histone H1/H5 sind viel länger und geben den Nukleosomen ein strukturelles Gerüst, ähnlich wie ein Stahlstab, der eine Reihe von Scheiben verbindet. Wenn in menschlichen Zellen die gesamte DNA abgewickelt und Ende an Ende gelegt würde, wäre der Strang etwa 70 Zoll lang (1.8 m), aber nur etwa 0.0000007 Zoll (180 Nanometer) dick. Durch Aufrollen und Aufrollen der Unterstrukturen funktionieren die 23 Chromosomenpaare in einem Kern, der selbst weniger als 0.0004 Zoll (10 Mikrometer) im Durchmesser hat. Histone machen diese Faltung
durch die Kontrolle der molekularen Umgebung möglich.
Ursprünglich wurde angenommen, dass Histone nur die oben genannten Typen haben. Die Forschung hat jedoch auf viel mehr Vielfalt hingewiesen, als bisher angenommen wurde. Die Grundmoleküle sind selbst bei so unterschiedlichen Organismen wie Hefe und Säugetieren immer noch relativ gleich. Diese Eigenschaft wird als evolutionäre Erhaltung bezeichnet. Es weist darauf hin, dass selbst geringfügige Variationen dieser Moleküle zu Zellen führen, die entweder nicht gedeihen oder sich vermehren und dem Organismus Schaden und evolutionäre Strafen verursachen würden.