Kernen i en celle huser cellens DNA, som er i form af kromosomer. Kromosomer har imidlertid forskellige former afhængigt af, hvad cellen laver. DNA er det genetiske materiale i kernen, men kromosomer er lavet af mere end bare DNA. Kromosomer opstår, når DNA pakkes rundt om visse proteiner og derefter pakkes i tykkere fibre af andre typer proteiner. Disse proteiner pakker og pakker DNA ud fra, om cellen prøver at læse instruktionerne i DNA for at fremstille nye proteiner eller bare flytte kromosomerne uden at bryde dem.
Cellecyklus og mitose
En celle kan eksistere i forskellige faser af det, der kaldes cellecyklussen. Cellecyklussen har to hovedfaser, interfase og mitose. Under mellemfasen pakkes DNA som lange, tynde fibre. Under mitose er DNA pakket som korte, tykke fingerlignende strukturer. Interphase er forberedelsesfasen, hvor instruktionen i DNA læses for at fremstille nye proteiner. Det er også den fase, hvor en celle laver en kopi af dens DNA. De begivenheder, der finder sted under mellemfasen, er som forberedelse til celledeling eller mitose. Mitose er den fase, hvor en celle opdeles i to celler, der jævnt deler dets DNA.
Kondenserede kromosomer
Under mitose siges kromosomerne at være kondenseret, hvilket betyder, at DNA'en er tæt pakket af proteiner i tykke strukturer. Hos mennesker ser kondenserede kromosomer ud som tykke X'er. Inden mitosen begynder, har cellen allerede lavet nye kopier af hver af dens kromosomer. Imidlertid forbliver disse nye kopier knyttet til det originale kromosom. En delende celle skal være i stand til at trække de kopierede kromosomer adskilt fra de originale kopier, hvilket er, hvordan DNA'et fordeles jævnt, når en celle opdeles i to. Kondenserede kromosomer er lettere at bevæge sig inden i en celle uden at bryde DNA'et.
Diffuse kromosomer
I mellemfasen behøver kromosomer ikke være tæt pakket, da de fysisk trækkes her og der. Under disse omstændigheder udpakkes kromosomerne i lange, tynde DNA-strenge, der er viklet omkring proteiner kaldet histoner. Fordelen ved at udpakke DNA i dette omfang er, at proteinerne, der læser instruktionerne i DNA, har plads til at tage fat i DNA'et. Når de først sidder fysisk på DNA, åbner de DNA'et og laver en kopi af informationen i DNA i en type molekyle kaldet messenger RNA (mRNA).
Nucleolus
Kernen indeholder DNA, som bærer den genetiske information for at fremstille en celles proteinmaskiner. Imidlertid indeholder kernen også noget kaldet nucleolus, som er den største struktur i cellekernen. Ligesom kromosomer indeholder nucleolus genetisk information. Imidlertid bærer DNA-molekylerne i nucleolus ikke information til fremstilling af proteiner, men til fremstilling af det, der kaldes ribosomalt RNA. Ribosomer er hybridmaskiner, der er fremstillet af både proteiner og RNA. Instruktionerne til fremstilling af RNA i ribosomer bæres af DNA, der er i kernen.