Il nucleo è il centro di controllo della cellula, si presenta con forma sferica ed ha un diametro di 5μm. L’involucro nucleare è costituito da due membrane concentriche che separano l’interno del nucleo dal citoplasma. Le due membrane si fondono ad intervalli formando dei pori che regolano il passaggio di materiali tra nucleoplasma e citoplasma.
La lamina nucleare è una rete fibrosa di filamenti proteici che forma il rivestimento interno dell’involucro nucleare. La membrana esterna è connessa con il reticolo endoplasmatico. Mutazioni delle proteine associate alla lamina od alla membrana sono causa di malattie genetiche come la distrofia muscolare e l’invecchiamento precoce.
La comunicazione tra il nucleo ed il citosol avviene attraverso i complessi del poro nucleare che hanno un canale centrale che permette il passaggio libero di ioni. Mentre i piccoli ioni sono liberi di transitare, le grandi molecole come proteine e RNA devono essere trasportate con un processo attivo. In questo modo la cellula tiene confinato il DNA all’interno del nucleo.
Il nucleo è la sede del DNA che trasmette le informazioni alla progenie durante il processo di divisione cellulare chiamato mitosi. Le molecole di DNA costituite da nucleotidi, contengono le informazioni per la produzione delle proteine necessarie per la cellula. La cromatina è un materiale granulare disperso nel nucleo composto da DNA e proteine associate. La cromatina risulta visibile al microscopio nelle cellule che non si stanno dividendo.
Il nucleo controlla la sintesi proteica trascrivendo l’informazione del DNA in molecole di RNA messaggero (mRNA) che vengono sintetizzate nel citoplasma.
All’interno del nucleo è presente una struttura compatta priva di membrana chiamata nucleolo (se ne possono trovare fino a quattro). Il nucleolo contiene un organizzatore nucleolare costituito da regioni cromosomiche contenenti istruzioni per la sintesi di diversi tipi di RNA che costituiscono i ribosomi (RNA ribosomiale rRNA).