The Nucleus
Eén van de belangrijkste verschillen tussen prokaryotische en eukaryotische cellen is de celkern. Zoals eerder besproken, hebben prokaryote cellen geen georganiseerde kern, terwijl eukaryote cellen membraangebonden kernen (en organellen) bevatten die het DNA van de cel huisvesten en de synthese van ribosomen en eiwitten leiden.
De kern slaat chromatine (DNA plus eiwitten) op in een gel-achtige substantie die het nucleoplasma wordt genoemd. Om chromatine te begrijpen, is het nuttig om eerst chromosomen te bekijken. Chromatine beschrijft het materiaal waaruit chromosomen zijn opgebouwd, dat zijn structuren binnen de celkern die zijn opgebouwd uit DNA, het erfelijk materiaal. U herinnert zich wellicht dat bij prokaryoten het DNA is georganiseerd in een enkel cirkelvormig chromosoom. Bij eukaryoten zijn chromosomen lineaire structuren. Elke eukaryote soort heeft een specifiek aantal chromosomen in de kernen van zijn lichaamscellen. Bij de mens bijvoorbeeld is het aantal chromosomen 46, terwijl het bij fruitvliegen acht is. Chromosomen zijn alleen zichtbaar en van elkaar te onderscheiden wanneer de cel zich opmaakt om zich te delen. Om de grote hoeveelheid DNA in de celkern te ordenen, worden eiwitten, histonen genaamd, aan de chromosomen bevestigd; het DNA wordt rond deze histonen gewikkeld en vormt zo een structuur die lijkt op kralen aan een touwtje. Deze eiwit-chromosoomcomplexen worden chromatine genoemd.
In het nucleoplasma vinden we ook de nucleolus. De nucleolus is een gecondenseerd gebied van chromatine waar de synthese van ribosomen plaatsvindt. Ribosomen, grote complexen van eiwit en ribonucleïnezuur (RNA), zijn de cellulaire organellen die verantwoordelijk zijn voor de eiwitsynthese. Zij krijgen hun “opdrachten” voor eiwitsynthese van de kern, waar het DNA wordt getranscribeerd in boodschapper-RNA (mRNA). Dit mRNA gaat naar de ribosomen, die de code van de volgorde van de stikstofbasen in het mRNA omzetten in een specifieke volgorde van aminozuren in een eiwit.
Ten slotte wordt de grens van de kern de nucleaire enveloppe genoemd. Deze bestaat uit twee fosfolipide bilagen: een buitenmembraan en een binnenmembraan. Het kernmembraan is ononderbroken met het endoplasmatisch reticulum, terwijl nucleaire poriën stoffen in staat stellen de kern binnen te gaan en te verlaten.