核膜
核膜は、内膜と外膜からなる二重の脂質二重層構造である。内膜と外膜は、核膜孔によって互いに連結されている。2種類の中間径フィラメントのネットワークが核膜の支持を行っている。内側のネットワークは内膜の内側に形成される核ラミナである。外膜の外側でもより緩やかなネットワークが形成され、外側からの支持を行っている。
哺乳類では、有糸分裂初期の一連の段階の後、核膜は数分以内に解体される。まず、M-Cdkがヌクレオポリンのポリペプチドをリン酸化し、それらは核膜孔複合体から選択的に除去される。その後、核膜孔複合体の残りの部分が同時に解体される。核膜孔複合体は小さなポリペプチドの断片へ分解されるのではなく、いくつかの安定なパーツへ解体されることが、生化学的な証拠からは示唆される。また、M-Cdkは核ラミナの要素をリン酸化して解体し、核膜は小さな小胞へと解体される。核膜が小胞体へ吸収されるという強力な証拠が電子顕微鏡と蛍光顕微鏡から得られており、通常小胞体では見られない核内タンパク質が有糸分裂中には出現する。
哺乳類細胞では、有糸分裂前中期の核膜の解体以外にも、細胞の移動によって核膜が破れることがある。この一時的な破壊は、細胞質のタンパク質複合体ESCRT (endosomal sorting complexes required for transport) によって迅速に修復される。核膜が破れている間は、DNAの2本鎖切断も引き起こされる。限られた環境を通って移動する細胞の生存は、効率的な核膜とDNAの修復装置に依存していると考えられる。
核膜の解体の異常はラミノパシーやがん細胞でも観察され、細胞のタンパク質の誤った局在、小核の形成やゲノムの不安定性をもたらす。
細胞周期の間期のG2期の間、核膜は表面積を増し、核膜孔の数は倍増する。酵母のような真核生物ではclosed mitosisという形式の有糸分裂が行われ、核膜は細胞分裂中も形成されたままである。紡錘糸は核膜の内部で形成されるか、核膜をばらばらにすることなく貫通する。他の真核生物 (動物や植物など) ではopen mitosisという形式の有糸分裂が行われ、紡錘糸が内部の染色体にアクセスできるよう、核膜は前中期の間に解体されなければならない。核膜の解体と再形成の過程はあまり解明されていない。
核膜には、核膜孔による穴が数千個程度存在する。核膜孔は直径約 100 nmのタンパク質複合体で、内側のチャネルの直径は約 40 nmである。核膜孔は内膜と外膜を連結している。
終期において核膜が再形成される正確な機構については議論があり、2つの理論が存在する。
小胞の融合: 核膜の小胞が互いに融合し、核膜が再構築される。
小胞体の整形: 小胞体の吸収された核膜を含む部分が核の空間を包み、閉じた膜が再形成される。