存在於染色體內的與 DNA結合的鹼性蛋白質。於1834年由德國科學傢A.科塞爾發現。
作用 組蛋白對染色體的結構起重要的作用。染色體由重複單位——核小體組成。每一核小體包括一個核心8聚體（由4種核心組蛋白H2A、H2B、H3和H4的各兩個單體分子組成）和一個單體組蛋白H1，並直接結合於長度約為200個堿基對的帶負電的染色體去氧核核糖核酸(DNA)。長度約為144個堿基對的DNA盤繞於核心8聚體外面。在核心8聚體之間則由長度約為60個堿基對、被稱為“接頭DNA”的DNA連接。核心組蛋白除起結構作用外，可能對基因的表達也起重要的調控作用。組蛋白H1的單個分子位於核心8聚體的外面，在DNA進入核心的位點，並結合於接頭DNA。H1也稱為接頭組蛋白。H1含有豐富的賴氨酸殘基，分子量略大於核心組蛋白，並且不如後者保守。典型的H1在其約220個氨基酸殘基中，約有60～70個賴氨酸殘基。H1也有3個結構域：中間約為80個氨基酸的球狀結構域、較短的N端尾以及較長C端尾的結構域。中間結構域可以識別核小體核心上的H1結合位點並封閉DNA進出。把H1去除，不影響核小體的結構。在酵母中，H1不存在；在鳥類紅細胞中H1由H5所替代。
組蛋白的分類| 組蛋白類型 | 堿性氨基酸(%) | 分子量 | 賴氨酸 |
|---|---|---|---|
| 精氨酸 | H1 | 29 | 1 |
| 23 000 | H2A | 11 | 9 |
| 14 000 | H2B | 16 | 6 |
| 13 800 | H3 | 10 | 13 |
| 15 300 | H4 | 11 | 14 |
| 11 300 |
類型 幾乎所有真核細胞染色體的組蛋白均可根據其含有的堿性氨基酸(賴氨酸和精氨酸)的比例不同而分成5種主要的類型（見表）。賴氨酸含量特別豐富的是組蛋白H1；賴氨酸含量較豐富的是組蛋白H2A和H2B；精氨酸含量豐富的是組蛋白H3和H4。這些類型分別用字母或數字命名，命名方法也不統一，如H1或稱F1、Ⅰ；H2A或稱F2A2、Ⅱb1；H2B或稱F2B、Ⅱb2；H3或稱F3、Ⅲ；H4或稱F4、IV。有核的紅細胞或個別生物體中，還存在特別的組蛋白成分V，鮭魚組織中為H6或T。從整體來說，組蛋白在進化過程中保守性很強。其中H1變化較大，H3和H4變化最小。如對小牛胸腺的5種組蛋白、豌豆苗組蛋白的H3和H4和兔胸腺組蛋白H1等的一級結構比較中發現，小牛胸腺和豌豆苗的組蛋白H4間隻在60位和77位上的兩個氨基酸殘基不同。但已知的真菌和原生動物的組蛋白的部分一級結構與動、植物的組蛋白間的差異較大。
合成後的修飾 這是形成組蛋白各組分不均一性的主要原因。修飾的方式有：①乙酰化。有兩種方式，一種是H1、H2A、H4組蛋白的氨基末端乙酰化，形成α–乙酰絲氨酸，組蛋白在細胞質內合成後輸入細胞核之前發生這一修飾。二是在H2A、H2B、H3、H4的氨基末端區域的某些專一位置形成α–乙酰賴氨酸。②磷酸化。所有組蛋白的組分均可磷酸化，在細胞分裂期間，H1的1～3個絲氨酸可以磷酸化。而在有絲分裂時期，H1有3～6個絲氨酸或蘇氨酸發生磷酸化，其他4個核心組蛋白的磷酸化可以發生在氨基末端區域的絲氨酸殘基上。組蛋白的磷酸化可能會改變組蛋白與DNA的結合。③甲基化。僅發現於H3的9和27位及H4的20位的賴氨酸，鴨紅細胞組蛋白H1和H5的組氨酸。④ADP–核糖基化。組蛋白H1、H2A、H2B及H3與多聚ADP–核糖的共價結合，ADP–核糖基化被認為是在真核細胞內啟動復制過程的“扳機”。