Complex van DNA met eiwit, de substantie van een chromosoom
Bij eukaryote organismen (algen, schimmels, planten en dieren) is het erfelijk materiaal verdeeld over meerdere chromosomen, bij de mens 23. In elk chromosoom is het DNA gewonden rond eiwitten (histonen); daardoor ontstaan nucleosomen, die het chromosoom het uiterlijk geven van een kralensnoer. Behalve de histonen die een hoofdzakelijk structurele functie hebben zijn ook talloze functionele eiwitten aan het DNA gebonden, zoals RNA-polymerase, transcriptiefactoren en enhancers. Het hele complex bij elkaar heet chromatine.
De keten van DNA gewonden rond histonen is 11 nm dik. Opeenvolgende nucleosomen kunnen met elkaar aggregeren waarbij een dikkere structuur ontstaat, een chromatinevezel van 30 nm. Ook deze vezels zijn op allerlei manieren gewonden zodat DNA-moleculen die uitgestrekt een lengte zouden hebben van enkele centimeters op elkaar gepakt zitten tot enkele micrometers. Deze chromatinecondensatie is afhankelijk van de DNA-methylering en allerlei modificaties aan de histonen.
Door chromatinecondensatie kunnen delen van het DNA afgesloten worden van transcriptie. Dit levert de mogelijkheid om de activiteit van het DNA te reguleren via epigenetica. Sommige delen van het chromosoom, vooral bij de centromeren, zijn permanent gecondenseerd (heterochromatine). Deze delen zijn donker gekleurd bij celkleuringen. In andere delen van het chromosoom varieert de chromatinecondensatie met de fysiologische toestand van de cel (euchromatine). Tijdens de metafase van de celdeling bereikt een chromosoom de hoogste mate van condensatie en krijgt dan een karakteristieke vorm.
Bacteriën (prokaryoten) hebben geen histonen. Het chromosoom is niet lineair maar cirkelvormig en is niet van het cytoplasma afgezonderd door een kernmembraan. Bij bacteriën kun je niet spreken van chromatine.
