Молекулярна структура хромосом еукаріотів
Виникає питання: яким чином хромосомна ДНК упаковується в інтерфазну та мітотичну хромосому? Останнім десятиліттям з'ясовано, що еукаріотичні хромосоми мають кілька рівнів організації, що відповідають рівням компактизації ДНК. Від цієї організації значною мірою залежать інші елементарні генетичні процеси. Комплекс ДНК із білками, що має специфічну структурну організацію, отримав назву хроматину, яка раніше застосовувалася для позначення речовини хромосом. Істотні елементи хроматину – нуклеосоми, дископодібні частинки 10 нм у діаметрі. Нуклеосоми утворюються в результаті взаємодії чотирьох класів основних білків - гістонів Н2А, Н2В, НЗ і Н4, причому молекули двох останніх гістонів можуть in vitro формувати тетрамер, до якого приєднуються два димери - Н2А і Н2В. Ділянка подвійної спіралі ДНК утворює 1 3/4 обороту навколо так званої серцевини нуклеосоми. Ця ділянка ДНК, безпосередньо пов'язана з серцевиною, має постійну довжину, рівну 140 п.н. У той же час міжнуклеосомні лінкери (зв'язки) варіюють за довжиною від 15 до 100 п.н. і навіть більше. Таким чином, закручування ДНК навколо нуклеосоми зменшує її довжину сім разів. Ще один тип гістонів - Н1 - безпосередньо у формуванні нуклеосом не бере участі. Він прикріплений до лінкеру обома своїми кінцями і стабілізує зв'язок нуклеосом, що утворюють спіраль вищого порядку - соленоїд, діаметр якого 25-50 нм. Конденсація ДНК у структурі соленоїда додатково (до нуклеосомного рівня) зменшує її довжину у шість разів. В інтерфазних хромосомах шляхом ще одного циклу конденсації соленоїди утворюють порожнисті трубочки діаметром 200 нм, що зменшує довжину ДНК ще 18 разів.
У метафазі внаслідок подальшої конденсації виникає велика освіченадезоксинуклеопротеїдом спіраль діаметром близько 600 нм. В результаті строго впорядкованої ієрархії спіралей, в основі якої лежить нуклеосома, у мітозі та мейозі хромосоми еукаріотів здійснюють цикл компактизації – декомпактизації. Наслідок цього циклу - укорочення метафазних хромосом порівняно з розмірами укладеної в них молекули ДНК у 103-104 разів. Очевидно, цикл компактизації — декомпактизації регулюється білками хроматину негістонового типу. Можливо, деякі з них виконують і структурну роль, утворюючи елементи каркасу метафазних хромосом.