Histone H3（組蛋白H3）是核小體的核心組成部分，作為染色質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單元，在DNA包裝和基因表達(dá)調(diào)控中起關(guān)鍵作用。其N端尾部可發(fā)生多種翻譯后修飾（如甲基化、乙酰化、磷酸化等），構(gòu)成"組蛋白密碼"，通過改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)控轉(zhuǎn)錄活性。H3變體（如H3.3、CENP-A）還參與特殊染色質(zhì)區(qū)域形成，在細(xì)胞分裂、DNA修復(fù)和表觀遺傳記憶維持中具有不可替代的功能。組蛋白H3突變（如K27M、G34R/V）與多種腫瘤發(fā)生相關(guān)。其修飾異常可導(dǎo)致基因表達(dá)紊亂，與發(fā)育缺陷、神經(jīng)退行性疾病密切相關(guān)。組蛋白甲基化是核心修飾類型之一，指在組蛋白H3、H4的特定賴氨酸或精氨酸殘基上添加甲基基團(tuán)的化學(xué)修飾過程。該修飾存在三個(gè)不同的水平：單甲基化、二甲基化和三甲基化。這種修飾在從單細(xì)胞生物到哺乳動物的不同物種間高度保守，并且與基因激活或抑制有關(guān)，具體作用取決于靶位點(diǎn)。例如組蛋白H3第4位、36位、第79位賴氨酸（H3K4、H3K36、H3K79）的甲基化與基因激活相關(guān)；而發(fā)生在H3K9、H3K27、H4K20的甲基化修飾則與基因沉默相關(guān)。