Nukleosomy jsou stavební kameny, z nichž se skládají chromosomy. Skládají se z úseku DNA obtočeného kolem histonového proteinového jádra.
Za prvé, DNA a protein tvoří chromatin. Poté se chromatin zabalí do nukleozomů. Nukleozomy se pak zabalí do chromozomu. Balíčky plní tři funkce: chromozomy fungují při dělení buněk, velmi dlouhá DNA je zabalena do kratšího balíčku a proteiny regulují činnost genů v buňkách.
Nukleosomy tvoří základní opakující se jednotky eukaryotického chromatinu. Díky tomu jsou velké eukaryotické genomy zabaleny do jádra a mohou být řízeny.
V savčích buňkách se do jádra o průměru zhruba 10 µm vejdou přibližně dva metry lineární DNA. Nukleosomy jsou složeny do řady struktur vyššího řádu a tvoří chromosom. Toto skládání zhušťuje DNA a přidává vrstvu regulační kontroly. Tato kontrola zajišťuje správnou expresi genů.
Předpokládá se, že nukleosomy nesou epigeneticky děděnou informaci v podobě modifikací svých histonových jader. Tato informace může být předána dceřiným buňkám, ale v zárodečných buňkách se obvykle vymaže meiózou.
Hypotéza nukleozomů, kterou v roce 1974 navrhli Don a Ada Olinsovi a Roger Kornberg, byla velkým krokem k pochopení exprese eukaryotických genů. Za tento a další objevy získal Kornberg Nobelovu cenu za chemii (2006).
Přestože je nukleozom velmi stabilní komplex bílkovin a DNA, není statický. Podléhá některým strukturním změnám, jako je například posun nukleosomu a obnažení místa DNA. Nukleosomy mohou inhibovat nebo usnadňovat transkripci.
Od jejich objevení v polovině 60. let 20. století se předpokládalo, že změny histonů ovlivňují transkripci.
U některých modifikací se ukázalo, že souvisejí s umlčováním genů, u jiných se zdá, že souvisejí s jejich aktivací. Takto uložená informace se považuje za epigenetickou: není zakódována v DNA, ale přesto ji dceřiné buňky dědí. Udržení určitého stavu genu je často nezbytné pro buněčnou diferenciaci.