Eukarióta sejtekben a DNS szerkezetét speciális fehérjék, a hisztonok stabilizálják. Ezek a pozitív töltésű aminosavakban gazdag fehérjék nyolcasával egymáshoz asszociálódva korongszerű képleteket, ún. hiszton-oktamereket képeznek, amelyekre a negatív töltésű DNS-lánc többszörösen rácsavarodik – így jönnek létre a gyöngysorra emlékeztető nukleoszómák, amelyek a kromatinnak nevezett DNS-fehérje szupramolekuláris struktúra alapegységei. A kromatin magasabb rendű szerkezeti elemeket képez a nukleoszóma-gyöngysor többszörös feltekeredésével, ami a DNS nagyfokú tömörítését teszi lehetővé (így fér el a hosszú DNS-molekula a több nagyságrenddel kisebb méretű sejtmagban). Ahhoz, hogy a DNS-ben tárolt információ hozzáférhető legyen, a heterokromatikus szerkezet fellazítására van szükség, amire kétféle lehetőség kínálkozik: egyrészt a DNS, illetve a hisztonok kovalens módosítása, másrészt az ún. kromatin-remodelláló faktorok. Ezen tényezők együttesen a génexpresszió epigenetikai szabályzásának teremtik meg az alapját (lásd 4.1. és 6. fejezet) (Yun és mtsai 2011, Katsani és mtsai 2003). A hisztonok kovalens módosítása leggyakrabban acetilációt takar, és a koaktivátor fehérjék hiszton-acetil-transzferáz-aktivitásának köszönhető. A reakció lényege, hogy a hisztonfehérjék egyes lizin- és arginin-oldalláncaira acetilcsoportokat kapcsolva elveszik azok pozitív töltése, tehát gyengül a nukleoszomális szerkezetet stabilizáló kölcsönhatás a hisztonok és a DNS között. Ennek nyomán mind a kódoló, mind a szabályzó szekvenciákon fellazul a kromatin szerkezete (eukromatinizáció), könnyebbé válik a transzkripciós faktorok bekötődése, illetve lehetővé válik az RNS szintézise (3.6. ábra). A korepresszor fehérjék ugyanakkor hiszton-dezacetiláz-aktivitással rendelkeznek, működésük nyomán kondenzálódik a kromatin, aminek géncsendesítő (transzkripciót gátló) hatása van. A hiszton-acetiltranszferázok és -dezacetilázok aktivitásának finom szabályzásával tehát mód nyílik a transzkripció ütemének pontos beállítására (3.7. ábra). Az acetiláción kívül a hisztonok számos egyéb kovalens módosítását leírták már, amelyek a gén aktiválását és csendesítését segíthetik elő (foszforiláció, metiláció stb.). Itt említendő a DNS metilációja is, amely általában citozin bázisok metilációját jelenti a promoter területén, és a génexpresszió gátlását okozza (Aka és mtsai 2011, Deaton és Bird 2011).