細胞核
このモデルは現代のプランクトミケス門の細菌の存在に基づいており、それらには原始的な孔を持つ核構造と他の区画化された膜構造が存在する。同様のモデルでは、chronocyte と呼ばれる真核生物に似た細胞が最初に進化し、古細菌と細菌を食作用で取り込んで核と真核細胞が生み出されたという主張がなされている。
最も議論の的となっているモデルは「細胞核ウイルス起源説」として知られ、膜結合性の核や他の真核生物の特徴は原核生物へのウイルスの感染によって生じたと仮定する。これは、直鎖状のDNA、mRNAのキャッピングといった、真核生物とウイルスの間の類似性に基づいている。このモデルの1つのバージョンでは、核は食作用と共に進化し、初期の細胞の「捕食者」が形成されたと示唆されている。他のバージョンでは、真核生物は初期の古細菌へのポックスウイルスの感染によって生じたと提唱しており、これは現代のポックスウイルスと真核生物とのDNAポリメラーゼの類似性に基づいている。また、有性生殖の進化(英語版)という未解決の問題もこの仮説と関連している可能性があると示唆されている。
より近年に提唱された exomembrane hypothesis では、核は単一の祖先細胞に起源を持つとされ、祖先細胞は2つ目の細胞外膜を進化させ、内側の膜が元の細胞を包み込んで核膜となり、リボソームサブユニットのような内部で合成される細胞の構成要素の通り道として複雑な孔構造が進化したと示唆されている。
かつては、一般的に免疫グロブリン、特に自己抗体は核内へ進入することはないと考えられていた。現在では、病的状態 (全身性エリテマトーデスなど) においてはIgGが核に進入するという一連のエビデンスが存在する。