Histone H3（組蛋白H3）是核小體的核心組成部分，作為染色質基本結構單元，在DNA包裝和基因表達調控中起關鍵作用。其N端尾部可發生多種翻譯后修飾（如甲基化、乙酰化、磷酸化等），構成"組蛋白密碼"，通過改變染色質結構調控轉錄活性。H3變體（如H3.3、CENP-A）還參與特殊染色質區域形成，在細胞分裂、DNA修復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）與多種腫瘤發生相關。其修飾異常可導致基因表達紊亂，與發育缺陷、神經退行性疾病密切相關。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的化學修飾過程。該修飾存在三個不同的水平：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，具體作用取決于靶位點。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；而發生在H3K9、H3K27、H4K20的甲基化修飾則與基因沉默相關。