RNA
RNA ist am besten bekannt für ihre Rolle als Bote bei der Übertragung der genetischen Information von der DNA zu den Proteinfabriken außerhalb des Zellkerns. Die Schlüsselrolle der RNA in der epigenetischen Geschichte wird zunehmend verstanden. Zurzeit kennen wir zwei Typen „epigenetischer” RNA: sehr kleine sogenannte „Small Interfering (si) RNAs“ und sehr große „Non-coding (nc) RNAs“. Die siRNAs sind am Aufbau der „geschlossenen" Konfiguration an bestimmten Stellen beteiligt, namentlich in den sich wiederholenden DNA-Sequenzen an den Zentromeren sowie an anderen Stellen im Genom. Von den ncRNAs sind einige beim Aufbau einer „offenen“ Konfiguration in bestimmten Regionen des Genoms beteiligt, andere beim Aufbau der „geschlossenen“ Konfiguration entweder in spezifischen Regionen oder sogar über ein gesamtes Chromosom. Es gibt Beispiele, bei denen für die Informationsübertragung der „offenen“ oder „geschlossenen“ Konfiguration während der Zellteilung die fortlaufende Produktion einer dieser RNAs notwendig ist - in dieser Hinsicht können die RNAs als epigenetische Markierungen betrachtet werden.

Das Nukleosom
Das Nukleosom wird aus vier Kern-Histonproteinen gebildet und ist eine Struktur, die der Verpackung der DNA im Zellkern dient. Histonproteine können an verschiedenen Stellen modifiziert werden, indem entweder kleine chemische Gruppen namens Acetyl-, Methyl- und Phosphat-, oder aber größere „Protein“-Anhängsel namens Ubiquityl- hinzugefügt oder abgelöst werden. Die Wirkung dieser Modifikationen liegt darin, den Zustand des Nukleosoms in einer Weise zu verändern, die unter anderem darauf Einfluss hat, wie „offen“ oder „geschlossen“ das Chromatin ist. Es gibt Hinweise dafür, dass gewisse Kombinationen von Histonmodifikationen wie ein Code gelesen werden können und zum Beispiel bestimmen, ob das assoziierte Gen an- oder ausgeschaltet sein soll. Man nimmt an, dass dies eine Gruppe von Faktoren einbezieht, die eine gegebene, an einer bestimmten Stelle auf einem bestimmten Histon auftretende Modifikation erkennen und sich dort anlagern. Zusätzlich zu Histonmodifikationen gibt es eine Anzahl an Histon „Varianten“, die mit einem der vier Kern-Histone in Zusammenhang stehen, aber spezifische Eigenschaften aufweisen und zum Beispiel dabei helfen, ein Nukleosom „offener“ oder „geschlossener“ zu machen. Schließlich gibt es das Linker-Histon H1, das bei der Regulierung, wie eng Nukleosome gepackt werden, von großer Bedeutung ist. Histonmodifikationen und Histonvarianten spielen eine zentrale Rolle bei epigenetischen Prozessen in allen Organismen.

DNA-Methylierung
DNA besteht aus vier verschiedenen Basen, welche die vier Buchstaben des genetischen Codes darstellen: Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin. Manchmal wird die kleine chemische Gruppe namens Methyl- an eine Base addiert und überträgt so ein zusätzliches Informationsniveau. Bei höheren Organismen (d.h. nicht bei Bakterien) ist die Methylierung größtenteils auf die Base Cytosin beschränkt. Methyliertes Cytosin steht mit der Bildung von „geschlossenem“ Chromatin und damit mit der Ausschaltung von Genen in Zusammenhang. Man nimmt an, dass dies eine Gruppe von Faktoren einbezieht, die die modifizierte Base erkennen und sich an sie binden. Es wird vermutet, dass die Cytosinmethylierung sich zunächst als „Abwehr“ gegen eindringende DNA-Elemente namens Transposons herausbildete. Mittlerweile schreibt man ihr zusätzlichdie Rolle eines Mechanismus für die epigenetische Genregulierung zu. Ein wichtiger Aspekt der DNA-Methylierung ist, dass sie während des Prozesses der DNA-Replikation, d.h. bei der Verdopplung der Chromosomen in der teilungsbereiten Zelle, originalgetreu kopiert werden kann. Dies ist ein gutes Beispiel dafür, wie epigenetische Informationen von einer Zellgeneration an die nächste weitergegeben werden. DNA-Methylierung tritt bei vielen, aber nicht allen höheren Organismen auf.