组蛋白以外的其它蛋白质，它是一类种类繁杂的蛋白质的总称。估计总数在300~600之间，它与基因表达及染色体高级结构的维持等有关。参与基因复制、转录及核酸修饰的酶类（如DNA和RNA聚合酶等)就是重要的非组蛋白。
非组蛋白的一般特性：染色体上除了存在大约与DNA等量的组蛋白以外，还存在大量的非组蛋白。
a 非组蛋白的量大约是组蛋白的60%～70%，但它的种类却很多，约在20-100种之间，其中常见的有15~20种。
b 几类常见的非组蛋白
a. HMG蛋白（high mobility group protein）。这是一类能用低盐（0.35mol/L NaCl）溶液抽提、能溶于2%的三氯乙酸、相对分子质量较低的非组蛋白，相对分子质量都在3.0×104以下。
b. DNA结合蛋白。用2mol/L NaCl除去全部组蛋白和70%非组蛋白后，还有一部分蛋白必须用2mol/L NaCl和5mol/L尿素才能与DNA解离。
这些蛋白分子量较低，约占非组蛋白的20%，染色质的8%。
2.4.2.2 核小体(nucleosome)的结构 （1）核小体的组分：用可使DNA降解的小球菌核酸酶(micro coccal nuclease)处理提取的染色质，可以得到单个的核小体颗粒。即核酸内切酶将颗粒之间 ―裸露‖的DNA（细线）切断了。
在一定酶切条件下，颗粒中所包含的DNA长度总是稳定在200bp左右。DNA片段大小通过凝胶电泳鉴定，对染色质进行部分酶解处理，使之产生一系列不同长度的DNA片段，结果发现这些片段之间有一个共同的"阶差"，而此"阶差"值恰好等于单个核小体的DNA片段大小，即200nbp左右。以密度梯度离心法制备核小体单体，对其中的蛋白质进行化学分析得知：每一个单体中含有H2A、H2B、H3和H4各2分子(它们构成一个8聚体)，1分子H1。
核小体多聚体的分析结果显示：相邻多聚体之间的DNA―阶差‖等于核小体单体中的DNA长度(200bp左右)，且多聚体分子量总是单体分子量的整倍数。核小体是染色体的基本结构单位。不同生物(或同种生物的不同细胞)的核小体，其DNA片段长度的有所差别。一种细胞通常有特定的平均值，一般为180~200bp。每一核小体所含的DNA与组蛋白的量大致相等。
（2）核小体的结构：核小体由核心颗粒(coreparticie)和连接区DNA(linker DNA)组成。
核小体单体被小球菌核酸酶处理后，随着时间延长，其降解产物(DNA片段)会逐渐缩短，从200bp降至146bp，至此很难再进一步降解。这种稳定结构为核心颗粒，它是由146bp的DNA片段和H2A、H2B、H3和H4各2分子组成。在DNA被降解至160bp以后，提取物中H1丢失，表明H1位于―裸露‖DNA与
核心颗粒的毗邻区，即核心颗粒外，―裸露‖的DNA长度为60bp左右，称为连接区DNA。连接区DNA的长度在不同物种差异较大，其范围在10~140bp。
核小体的结构：染色质中的DNA双螺旋链，等距离缠绕组蛋白8聚体形成众多核心颗粒，各颗粒之间为带有H1组蛋白的连接区DNA。这种组成染色质的重复结构单位就是核小体。
核小体的结构特点：①核心颗粒外观呈椭圆形，轴比为0.5，颗粒直径11nm，高5.5nm。绕颗粒的DNA长度为50nm(146bp)，连接区DNA长度为20nm(约60bp)。②组蛋白八聚体位于颗粒中央，外绕1.75圈左走向的DNA链，每圈约85bp，螺距2.8nm。组蛋白主要为α-螺旋，靠静电引力与DNA结合。DNA小沟朝向组蛋白侧常含2~3个连续的AT，在大沟朝向组蛋白处常有2~3个GC，核小体常位于这种变形区内。处于DNA双螺旋的大沟中。③相邻核心颗粒由连接区DNA连接，其伸展长度约20nm，据认为天然状况下由于核小体是紧挨着的，此空间距离可能并不存在。H1结合在靠核心颗粒的连接区DNA上。
2.4.3 染色体的包装
细胞核DNA在双螺旋基础上的进一步结构变化，形成更高层次的超螺旋。使巨大的DNA链包装成染色体。
2.4.3.1 染色体DNA的一级包装——核小体
核小体是由直径2nm的DNA双螺旋链绕组蛋白形成直径11nm的核小体―串珠‖结构。若以每碱基对沿螺旋中轴上升距离为0.34nm计，200bp DNA的伸展长度为68nm，形成核小体后仅为11nm，长度压缩了6~7倍。
2.4.3.2 二级包装——染色质螺线管(chromatin solenoid)
念珠状染色质浓缩时，每一个核小体与一个H1结合(核小体纤维)，进一步盘绕形成一种中空螺线管，其外径为30nm，每圈含6个核小体。在较高离子强度下，并保留H1，电镜可观察到10nm纤维会折转成较粗的30nm纤维，这就是染色体DNA的二级包装——螺线管纤维(solenoidal fiber)。螺线管的形成使DNA一级包装又压缩了6倍（11×6/11）。对于充分伸展的DNA双螺旋，每个螺线管包含了408nm(6×68nm)长度的DNA链，而每圈螺线管的长度几乎等于核小体直径，即11nm，故染色体的二级包装相当于将DNA长度压缩了近40倍。
形成螺线管中起了重要作用。
2.4.3.3 三级包装——染色质纤维环(loops of chromatin fiber)
染色质纤维环是在螺线管纤维基础上的更高一级包装。螺线管纤维缠绕在非组蛋白构成的中心轴(central axis)骨架（支架蛋白质）上形成染色质纤维环。螺线管纤维相隔一定间距的某些区段被"拉拢"固定在蛋白轴上，从而产生了许多从骨架上伸出的纤维环(loops)。每个环的DNA长度约为75kb。主要的支架蛋白质包括拓朴异构酶II，它的功能是避免DNA形成缠结。与支架蛋白质结合的DNA序列大部分是A和T，涵盖数百bp，