Histoner är strukturer i eukaryota celler och vissa encelliga mikroorganismer i phylum Euryarchaeota som fungerar som spolar runt vilka cellens deoxiribonukleinsyra (DNA) sveper sig mycket tätt. Utan utrymmesbevarandet som histonerna möjliggör kunde celler inte innehålla sitt eget DNA. Histoner spelar också viktiga roller i genuttryck genom att möjliggöra eller hindra transkriptionsaktiva molekylers tillgång till DNA-generna. En tredje uppgift är att upprätthålla strukturell integritet hos DNA:t och den mycket större kromosomen.
De ämnen som utgör histoner är proteiner som skiljer sig lite från art till art. De vanligaste proteinerna kallas H1/H5, H2A, H2B, H3 och H4. DNA:t är nära bundet till histonerna genom attraktionen mellan histonproteinernas sidogrupper och DNA:t. Denna attraktionskraft modifieras genom tillsats av acetyl- eller metylgrupper till några lysin- eller argininaminosyror nära slutet av H3- och H4-proteinerna. Åtstramningen eller lossningen av DNA-strängen resulterar i att generna blir tillgängliga eller otillgängliga, känt som att slå på eller ”av” genen.
I de flesta celler, oavsett källa, bildar åtta histonproteiner, bestående av två vardera av H2A, H2B, H3 och H4, en oktettstruktur. Cirka 146 baspar av DNA lindar runt oktettstrukturen nästan två gånger för att bilda en ”nukleosom”. En kort DNA-ögla, stabiliserad av H1-proteinet eller dess H5-analog, leder till nästa nukleosom och bildar en struktur som ofta karakteriseras som ”pärlor på en sträng”. Nukleosomerna och deras länkande DNA-sektioner bildar täta spiraler, med sex nukleosomer per varv, för att göra det som kallas kromatinfibrer. Fibrerna packas ihop för att bilda en kromosom.
Histonproteinerna H2A, H2B, H3 och H4 har relativt låg molekylvikt, bestående av 120 till 135 aminosyror per proteinmolekyl. Histonerna H1/H5 är mycket längre och ger strukturell ram till nukleosomerna, ungefär som en stålstav som förbinder en serie skivor. I mänskliga celler, om allt DNA lindades upp och lades ände mot ände, skulle strängen vara cirka 70 tum lång (1.8 m) men ändå bara cirka 0.0000007 tum tjock (180 nanometer). Genom att linda och rulla tillbaka understrukturerna fungerar de 23 kromosomparen i en kärna som i sig är mindre än 0.0004 tum (10 mikrometer) i diameter. Histoner gör denna vikning
möjligt genom att kontrollera den molekylära miljön.
Histoner ansågs från början bara ha de ovan nämnda typerna. Forskning har dock pekat på mycket mer mångfald än vad som tidigare accepterats. De grundläggande molekylerna är fortfarande relativt desamma även mellan organismer så divergerande som jäst och däggdjur. Denna egenskap kallas evolutionär bevarande. Det indikerar att även små variationer i dessa molekyler resulterar i celler som antingen inte kunde frodas eller som skulle föröka sig och orsaka skada och evolutionära påföljder för organismen.