A heterocromatina é unha forma moi empaquetada da cromatina. Cando a cromatina está pouco empaquetada recibe o nome de eucromatina. Hai dúas variedades de heterocromatina chamadas constitutiva e facultativa, cunha gradación intermedia entre elas. A heterocromatina xoga un importante papel na expresión xénica, xa que a heterocromatina constitutiva pode afectar aos xenes que están preto dela (variegación por efecto de posición) e a heterocromatina facultativa comprende xenes que son silenciados por medio dun mecanismo como a desacetilación de histonas ou por ARN que interacciona con piwi por medio de interferencia de ARN. A heterocromatina constitutiva é xeralmente repetitiva e desempeña funcións estruturais como formar parte de centrómeros ou telómeros, ademais de actuar como un atractor para outros sinais de represión ou de expresión xénica, pero non se transcribe. A heterocromatina facultativa non é repetitiva e, aínda que tamén ten unha estrutura compacta, pode perder a súa compactación cando recibe sinais específicos do seu ambiente ou de desenvolvemento, e facerse transcricionalmente activa.^[1] A heterocromatina foi asociada coa di- e trimetilación da H3K9 en certas porcións do xenoma.^[2]

A cromatina encóntrase en dúas variedades: eucromatina e heterocromatina.^[3] Orixinariamente, as dúas formas distinguíanse citoloxicamente segundo a intensidade coa que se tinguían, xa que a eucromatina tinguíase pouco e a heterocromatina moi intensamente, o que indicaba o seu maior empaquetamento. A heterocromatina está localizada xeralmente na periferia do núcleo. A pesar desta dicotomía inicial que se utilizou para diferencialas, hai probas recentes tanto en animais ^[4] coma en plantas ^[5] que suxiren que hai máis de dous estados en que pode encontrarse a cromatina, que poden ser catro ou cinco, cada un marcado por diferentes marcas epixenéticas.

A heterocromatina consta principalmente de ADN satélite xeneticamente inactivo,^[6] e de moitos xenes que están reprimidos en diverso grao, e algúns deles non poden expresarse nunca en forma de eucromatina.^[7] Tanto os centrómeros coma os telómeros son heterocromáticos, como tamén o corpo de Barr dun dos cromosomas X das femias.

A heterocromatina foi asociada con varias funcións, desde a regulación xénica á protección da integridade dos cromosomas;^[8] algúns destes papeis poden ser atribuídos ao denso empaquetamento do ADN na heterocromatina, que o fai menos accesible aos factores proteicos que xeralmente se unen ao ADN ou aos seus factores asociados. Por exemplo, os extremos de ADN bicatenario espidos serían xeralmente interpretados pola célula como un ADN danado ou un ADN viral, o que desencadearía a detención do ciclo celular, a reparación do ADN, ou a destrución de fragmentos de ADN como o que fan as endonucleases nas bacterias.

Algunhas rexións da cromatina están moi densamente empaquetadas e as súas fibras están nunha condición case comparable á dos cromosomas na mitose. A heterocromatina é xeralmente herdada clonalmente; cando cada célula se divide as dúas células fillas conterán normalmente heterocromatina nas mesmas rexións do ADN, o que se considera unha herdanza epixenética. As variacións causan que a heterocromatina invada os xenes adxacentes ou retroceda de xenes situados nos extremos de dominios. O material transcribible pode ser reprimido ao ser posicionado (en cis) nestes dominios limítrofes. Isto dá lugar a diferentes niveis de expresión dunha célula a outra,^[9] o cal pode ser demostrado pola variegación por efecto de posición.^[10] As secuencias illadoras poden actuar como unha barreira en raros casos nos que a heterocromatina constitutiva está xustaposta con xenes moi activos (por exemplo, o illador 5'HS4 augas arriba do locus da β-globina de polo,^[11] e loci de dúas especies de Saccharomyces.^[12][13]).

Todas as células dunha especie empaquetan as mesmas rexións do ADN en forma de heterocromatina constitutiva, e así en todas as células os xenes contidos na heterocromatina constitutiva vanse expresar moi escasamente. Por exemplo, todos os cromosomas humanos 1, 9, 16, e o Y conteñen grandes rexións de heterocromatina constitutiva. Na maioría dos organismos, a heterocromatina constitutiva aparece arredor do centrómero dos cromosomas e preto dos telómeros.

As rexións do ADN empaquetadas en forma de heterocromatina facultativa non coinciden entre distintos tipos celulares dunha mesma especie, e así unha secuencia que nunha célula está empaquetada como heterocromatina facultativa (con xenes que apenas se expresan) pode estar empaquetada como eucromatina noutro tipo celular (e os seus xenes alí poden expresarse). Porén, a formación de heterocromatina facultativa está regulada, e está a miúdo asociada coa morfoxénese ou a diferenciación celular. Un exemplo de heterocromatina facultativa é a inactivación do cromosoma X nas femias de mamíferos, nas cales un dos cromosomas X está empaquetado en forma de heterocromatina facultativa e silenciado, mentres que o outro cromosoma X está empaquetado como eucromatina e é expresado.

Entre os compoñentes moleculares que aparecen para regular a extensión da heterocromatina están as proteínas do grupo Polycomb e xenes non codificantes como Xist. O mecanismo polo cal se produce esta extensión das rexións con heterocromatina aínda é discutido.^[14]

O lévedo de xemación Saccharomyces cerevisiae, é un organismo modelo, e a súa cromatina foi amplamente estudada. Aínda que a maioría do seu xenoma pode considerarse eucromatina, S. cerevisiae ten rexións do ADN que se transcriben moi pouco. Estes loci son os denominados loci de tipo de apareamento silenciosos (HML e HMR), o ADNr (ARN que codifica ARNr), e as rexións subteloméricas. O lévedo de fisión Schizosaccharomyces pombe usa outro mecanismo para a formación de heterocromatina nos seus centrómeros. O silenciamento de xenes nesta localización depende dos compoñentes da vía de interferencia de ARN. Crese que o ARN de dobre cadea orixina o silenciamento desta rexión nunha serie de etapas.

En Schizosaccharomyces pombe dos complexos de interferencia de ARN, o complexo de silenciamento de xenes transcricional inducido por interferencia de ARN (RITS, do inglés RNAi-induced transcriptional gene silencing) e o complexo da ARN polimerase ARN dirixida (RDRC), forman parte dunha maquinaria de interferencia de ARN implicada na iniciación, propagación e mantemento da ensamblaxe heterocromatínica. Estes dous complexos localízanse de maneira dependente do ARN interferente pequeno nos cromosomas, no sitio da ensamblaxe da heterocromatina. A ARN polimerase II sintetiza un transcrito que serve como plataforma para recrutar RITS, RDRC e posiblemente outros complexos requiridos para a ensamblaxe da heterocromatina.^[15][16] Ao silenciamento da heterocromatina contribúen tanto a interferencia do ARN coma o proceso de degradación do ARN dependente do exosoma. Estes mecanismos presentes en Schizosaccharomyces pombe poden ocorrer tamén noutros eucariotas.^[17] Nalgúns lévedos de fisión unha grande estrutura de ARN denominada RevCen foi tamén implicada na produción de ARNs interferentes pequenos para mediar a formación de heterocromatina.^[18]

• Avramova Z (maio de 2002). "Heterochromatin in Animals and Plants. Similarities and Differences". Plant Physiology 129 (1): 40–9. PMC 1540225. PMID 12011336. doi:10.1104/pp.010981. 
• Caron H; et al. (2001). "The Human Transcriptome Map: Clustering of Highly Expressed Genes in Chromosomal Domains". Science 291 (5507): 1289–92. PMID 11181992. doi:10.1126/science.1056794.