Nucleo

Il nucleo è un grosso organulo, il più delle volte sferico, delimitato da un involucro nucleare costituito da due membrane, ognuna delle quali è un doppio strato fosfolipidico.

Di regola in ogni cellula è presente un solo nucleo, ma esistono eccezioni (come i globuli rossi che ne sono privi, o certe cellule ossee che ne posseggono molti).

Il nucleo è l'organulo che racchiude il materiale genetico, cioè quello che è in grado di conservare l'informazione biologica. L'involucro nucleare fa da barriera tra i processi genetici fondamentali della duplicazione del DNA e della sintesi dell'RNA. All'interno del nucleo il DNA si trova organizzato, a seconda della fase in cui si trova la cellula, in strutture dette cromosomi o in una forma meno organizzata, detta cromatina.

L'involucro nucleare racchiude un'altra struttura a elevato grado di organizzazione, il nucleolo, nel quale avviene l'assemblaggio di tutti i ribosomi della cellula. A differenza di altri organuli, il nucleolo non è delimitato da membrane e può essere presente in più copie in un singolo nucleo.

Oltre alla duplicazione del DNA e alla sintesi dell'RNA, nel nucleo avvengono vari fenomeni di regolazione e attivazione dei geni, mediati da proteine. Ovvero avvengono tutti quei fenomeni che fanno sì che una proteina, codificata da un tratto del DNA, venga prodotta esclusivamente nei tempi e nelle quantità richiesti dalla fisiologia della cellula. L'involucro nucleare, che separa il contenuto del nucleo (il nucleoplasma) dal citoplasma, è costituito da due membrane fosfolipidiche concentriche separate da uno spazio perinucleare.

La membrana nucleare esterna è in continuità con le membrane del reticolo endoplasmatico ruvido e, analogamente, la sua superficie esterna è cosparsa di ribosomi. Lo spazio perinucleare è in continuità con il lume del reticolo endoplasmatico. Le membrane nucleari esterna e interna sono fuse insieme a intervalli frequenti; in esse si creano quindi dei pori attraverso i quali possono passare sostanze tra il nucleo e il citoplasma. Tramite i pori nucleari le due membrane sono in continuità fra loro, pur essendo molto diverse quanto alle funzioni e alle molecole presenti. I pori nucleari sono circondati da una struttura ad anello, detta complesso del poro nucleare, formata da otto granuli di origine proteica. Attraverso i pori nucleari avviene il trasporto selettivo di grosse molecole o particelle. Per esempio, tutte le molecole di RNA e i ribosomi della cellula sono sintetizzati nel nucleo e quindi trasferiti nel citosol, mentre tutte le proteine che svolgono le loro funzioni all'interno del nucleo sono sintetizzate nel citosol (unica sede della sintesi proteica) e devono venire introdotte nel nucleo.

Il complesso del poro nucleare sembra essere organizzato e mantenuto in sito da un'altra struttura, la lamina basale. Questa è una rete di proteine fibrose che tappezza la superficie interna della membrana nucleare interna collaborando a dare forma al nucleo e a organizzare i cromosomi con i quali è a contatto.