Protéine contenant du soufre et de la tyrosine, et qui, liée à l'ADN des noyaux
 cellulaires, joue un rôle important dans la synthèse des protéines et sans
 doute la transmission du code génétique.
 L'ADN des chromosomes s'enroule autour des histones pour former la chromatine.

 Le nucléosome est composé de 4 paires de petites protéines, appelées histones
 (nommées H2A, H2B, H3 et H4), autour desquelles sont enroulées 2 boucles d'ADN
 d'une longueur de 146 paires de bases.
 Une autre protéine histone de grande taille, H1, se place à cheval sur deux
 nucléosomes, ce qui permet de compacter l'ensemble.
 Le degré de compaction des nucléosomes dépend de l'ajout sur les histones, par
 liaisons covalentes, de groupements méthyles (CH3), acétyles (COCH3),
 phosphates (PO4), etc.  Un fort taux de compaction inhibe la transcription,
 c'est pourquoi ces modifications des histones sont dites épigénétiques.
 On ne connaît qu'un petit nombre d'histones différentes, que l'on trouve dans
 toutes les cellules en proportions semblables : elles ne présentent donc pas de
 variations suffisantes capables d'assurer à elles seules une spécificité de
 régulation pour chaque gène.

 Des études plus récentes ont démontré que les histones peuvent subir des
 modifications chimiques covalentes catalysées par des enzymes : ces
 modifications, dites épigénétiques, touchent principalement les extensions
 amino-terminales des histones, exposées à la surface du nucléosome.  Elles
 agissent sur la force des interactions entre les histones, influençant ainsi la
 stabilité des nucléosomes.  Certaines de ces modifications, comme l'actéylation
 des résidus lysines, rendent l'ADN accessible à la transcription, tandis que
 d'autres, comme la méthylation des histones ou de l'ADN, ont l'effet inverse.
 Ainsi, les régions de la chromatine actives et inactives (on parle
 d'euchromatine ou d'hétérochromatine) ont chacune une signature épigénétique
 typique.

 Les histones sont de petites protéines basiques (11 à 22 kilodaltons) en charge
 de l'empaquetage de l'ADN, qui lui confère sa remarquable compacité sous la
 forme de chromosomes (deux mètres de long confinés dans un volume cellulaire
 de quelques millionièmes de mètre cube).  Pour cela, l'ADN s'enroule à
 intervales réguliers autour d'une histone, formant une sorte de collier de
 perles, les nucléosomes.  La protéine HIRA joue un rôle essentiel dans cette
 phase du compactage de l'ADN.

 Les histones possèdent à leur surface des extrémités qui peuvent être
 aminoterminales (elles renferment un groupement amine NH2) ou carboxyterminales
 (elles renferme alors un groupement acide COOH). Ces extrémités peuvent subir
 de petites variations (pour les plus connues : méthylation, acétylation,
 phosphorylation, ubiquitination) qui semblent être autant de signaux capables
 d'êtres décryptés et interprétés par les protéines à proximité.  Un même acide
 aminé d'histone peut porter différentes modifications, mais une seules est
 possible à un instant donné.
 A chaque groupement correspond une enzyme capable de le greffer sur une
 extrémité de l'histone, et une autre capable de l'en retirer.  Les groupements
 acétyles sont ainsi déposés par des histone-acétyltransférases (HAT) et retirés
 par des histone-désacétylases (HDAC) ; les groupements méthyles sont greffés
 par des histone-méthyltransférases (HMT) et otés par des histone-déméthylases
 (HDMT).
 Deux chercheurs américains, Strahl et Allis, ont suggéré en 2000 que ces
 modifications des histones constituaient un véritable code épigénétique, le
 "code histone".
 On estime en particulier que ces codes histones indiqueraient si les gènes
 doivent être lus ou non par la machinerie cellulaire, le concours des histones
 étant indispensable pour décompacter telle ou telle portion d'ADN dans le
 chromosome et le rendre accessible à l'ARN polymérase.
 Les histone-acétyltransférases ont été caractérisées comme des coactivateurs de
 la transcription de l'ADN, contrairement aux histone-désacétylases caractérisées
 comme corépresseurs.
 La méthylation des histones est une marque épigénétique plus complexe, dont
 l'effet sur la transcription du gène cible dépend de l'acide aminé cible de la
 modification.
 Par ailleurs, le nombre de groupements chimiques ajoutés sur les histones varie
 et possède une importance fonctionnelle dans la régulation de l'activité des
 gènes.  Ainsi, une lysine diméthylée peut être dans une région active ou
 inactive de la chromatine, alors qu'une lysine triméthylée se trouvera plutôt
 dans des régions inactives de la chromatine.

 Il existe chez tous les eucaryotes des protéines qui possèdent des homologies
 de séquences significatives avec les "histones majeures" H2A, H2B, H3 et H4.
 Codées par des gènes différents, ces protéines constituent des isoformes non
 alléliques des histones appelées "histones de remplacement" ; elles constituent
 avec les histones majeures l'ensemble des "variants d'histones".
 Tous les histones du nucléosome possèdent des histones de remplacement, à
 l'exception de H4.  Ces histones de remplacement représentent environ 10 % du
 pool d'histones des cellules somatiques.
 Elles sont synthétisées pendant tout le cycle cellulaire, contrairement aux
 histones majeures dont la synthèse est couplées à la réplication de l'ADN en
 phase S.
 La phosphorylation du variant d'histone H2A.X signale une cassure double-brin
 transitoire de l'ADN : si la cassure est réparée, la phosphorylation disparaît.
 Chez l'homme, le variant H3.3 est souvent incorporé dans l'ADN au niveau de
 régions transcriptionnellement actives (l'histone majeure est noté H3.1).

 L'action des histones est régulée par une coenzyme, la S-adénosyl méthionine.
 Pour relâcher la force qui relie l'ADN aux histones et permettre la lecture des
 gènes, deux séries d'enzymes interviennent : les gyrases et les topo-isomérases.
 Leur intervention semble déterminée par la présence ou l'absence, de radicaux
 méthyles sur l'ADN, et de radicaux acétyles sur les histones.  Le plus souvent,
 c'est l'absence de méthylation de l'ADN qui permet l'expression complète ou
 partielle d'un gène, mais parfois c'est l'inverse.
 L'hypothèse selon laquelle la méthylation de l'ADN pourrait participer au
 contrôle de l'expression des gènes a été proposée simultanément en 1975 par
 Arthur Riggs et Robin Holliday, avant d'être confirmée expérimentalement.
 La méthylation de l'ADN est généralement transmise d'une génération de cellules
 à l'autre lors des mitoses : c'est donc elle qui détermine l'architecture de
 l'organisme, plus que les gènes eux-mêmes.

 Des modules protéiques spécifiques aux extrémités des histones sont
 progressivement identifiés - on leur donne le nom de "domaine".
 Le "bromodomaine" est un module protéique de 110 acides aminés, spécifique aux
 histones acétylées : elle forme une poche hydrophobe dans laquelle s'insère la
 lysone acétylée.  La première protéine à bromodomaine identifiée est la
 protéine brahma de la drosophile.
 De même, la lysine méthylée est reconnue par un "chromodomaine" de 60 acides
 aminés, formant là aussi une poche hydrophobe spécifique à la lysine méthylée.
 La protéine HP1 (Heterochromatin Protein 1) possède un chromodomaine qui lui
 permet d'interagir de façon spécifique avec la lysine de l'histone H3 méthylée
 en position 9 [01/2007].

 Une équipe de l'INSERM vient de montrer comment s'effectue le compactage de
 l'ADN à l'intérieur du spermatotozoïde, en faisant intervenir l'histone TH2B.
 Ce même histone se trouve aussi dans l'ovocyte : une fois la fécondation
 accomplie, il permet d'intégrer le génome mâle dans l'ovocyte [08/2013].

 La butyrylation des histones est un compétiteur de leur acétylation : cette
 modification prend également sa source dans le métabolisme.
 Les gènes les plus actifs sont marqués tout à la fois par l'acétylation des
 histones et par leur butyrylation, et l'enzyme HAT qui acétyle les histones en
 dirige aussi la butyrylation.
 La butyrylation comme l'acétylation des histones active directement
 l'expression des gènes mais, en revanche, elle empêche les protéines qui
 reconnaissent l'acétylation de se fixer aux histones.
 Ainsi, un aspect de l'expression active des gènes est basé sur une alternance
 successive des différentes modifications chimiques des histones avec des
 conséquences fonctionnelles opposées. Ce système crée un état dynamique
 d'aller-retour des facteurs au niveau des gènes, nécessaire au maintien de leur
 expression active [05/2016].