細胞核
核内輸送は細胞質でのインポーチンの積み荷への結合に依存し、核膜孔を通って核へ移動する、核内では、Ran-GTPがインポーチンから積み荷を降ろすために働き、インポーチンは核を出て再利用される。核外輸送も同様であり、エクスポーチンはRan-GTPに促進される形で核内の積み荷と結合し、核膜孔を通って外へ出て、細胞質で積み荷を降ろす。
転写後修飾が完了した後の、成熟したmRNAやtRNAの細胞質への移動のためには、特別なタンパク質が存在する。mRNAやtRNAはタンパク質の翻訳で中心的な役割を果たすため、この品質管理メカニズムは重要である。不完全なイントロンの除去や誤ったアミノ酸の組み込みによって誤ったタンパク質が発現されてしまうと、細胞にはネガティブな結果が生じる。そのため、細胞質に到着した修飾が不完全なRNAは、翻訳よりも分解が行われる。
細胞核(さいぼうかく、英: cell nucleus)とは、真核生物の細胞を構成する細胞小器官のひとつ。細胞の遺伝情報の保存と伝達を行い、ほぼすべての細胞に存在する。通常は単に核ということが多い。
細胞核は細胞の遺伝物質の大部分を含んでおり、複数の長い直鎖状のDNA分子がさまざまな種類のタンパク質 (ヒストンなど) と複合体を形成することで、染色体が形成されている。これらの染色体の内部の遺伝子が核ゲノムを構成しており、細胞の機能を促進するよう構造化されている。核は遺伝子の完全性を維持し、遺伝子発現の調節により細胞の活動を制御する。すなわち、核は細胞のコントロールセンターである。核を作り上げている主要な構造は核膜と核マトリックス(英語版)である。核膜は核全体を包む2層の脂質二重膜で、その内容物を細胞質から分離している。
遺伝子発現はまず転写を伴い、DNAがRNAを合成するための鋳型として用いられる。タンパク質をコードする遺伝子の場合、このプロセスで合成されるRNAはmRNAであり、タンパク質を合成するには、その後リボソームによってmRNAが翻訳される必要がある。リボソームは核の外部に位置しているため、合成されたmRNAは核外へ輸送されなければならない。
核は転写が行われる部位であり、転写に直接関与したり転写過程の調節に関与したりするさまざまな種類のタンパク質が含まれている。これらには、二本鎖DNAをほどいてアクセスを促進するヘリカーゼ、DNAのプロモーター領域に結合してRNA分子を合成するRNAポリメラーゼ、DNAのスーパーコイル構造を変化させてDNAの巻き戻しなどを助けるトポイソメラーゼ、発現を調節するさまざまな種類の転写因子などが含まれる。
細胞分裂のプロセス、またはアポトーシスの結果 (プログラム細胞死のプロセス) として、核は分解されたり破壊されたりする。これらのイベント中に、核の構造的要素 (核膜や核ラミナ) は分解される。ほとんどの細胞で、核膜の解体は細胞分裂の前期の終わりに起こる。しかし、核の解体は細胞分裂の普遍的な特徴ではなく、すべての細胞で起こるのではない。いくつかの単細胞の真核生物 (酵母など) ではいわゆる "closed mitosis" が起こり、核膜は保持されたままである。closed mitosis では、娘染色体は核の両極に移動し、その後2つに分割される。一方、高等真核生物の細胞では、通常 "open mitosis" が起こり、核膜の崩壊で特徴づけられる。娘染色体は紡錘体の両極に移動し、新たな核がその周辺で再集合する。
細胞周期の特定の時点で、細胞は2つへ分裂する。このプロセスが可能となるためには、新しい娘細胞のそれぞれが遺伝子の完全なセットを持っていなければならず、染色体を複製するだけでなく、それぞれを別々のセットへと分離することが必要とされる。これは、複製された染色体 (姉妹染色分体) が、微小管を介して異なる中心体と結合されているようにすることで行われる。その後、姉妹染色分体は細胞の別々の位置へと引き離される。多くの細胞では、中心体は核の外部、細胞質に位置しており、核膜が存在していると微小管が染色分体へ結合することができない。そのため、細胞周期の初期の段階、前期に始まり前中期の頃までに、核膜は分解される。同様に、CDC2のようなプロテインキナーゼによるラミンのリン酸化で調節されるプロセスで、同じ時期に核ラミナも分解される。
赤血球は成熟に際し、酸素を運搬するという役割に特化するためにすべての細胞小器官を吐き出す。核もその例外ではなく、それゆえ in vivo でも3ヶ月程度の寿命しか持たず、老化した際は異物として異化される。骨髄での赤血球生成において、核は赤芽球から網赤血球への分化の過程で排出される。変異原の存在下では、未成熟な小核赤血球 (micornucleated erythrocyte) の血流への放出が誘導される。
無核細胞は核を持っておらず、そのため、分裂して娘細胞を生み出すことはできない。最もよく知られた無核細胞は哺乳類の赤血球である。また、被子植物の師管要素も核を持たない。無核細胞は細胞分裂の欠陥からも生じることがあり、一方の娘細胞は無核細胞に、他方は2つの核を持つ細胞となる。