Le noyau d'une cellule abrite l'ADN de la cellule, qui se présente sous la forme de chromosomes. Cependant, les chromosomes prennent des formes différentes selon ce que fait la cellule. L'ADN est le matériel génétique du noyau, mais les chromosomes sont constitués de plus que de l'ADN. Les chromosomes se produisent lorsque l'ADN est enroulé autour de certaines protéines, puis emballé dans des fibres plus épaisses par d'autres types de protéines. Ces protéines emballent et déballent l'ADN selon que la cellule essaie de lire les instructions de l'ADN pour fabriquer de nouvelles protéines ou simplement pour déplacer les chromosomes sans les casser.
Cycle cellulaire et mitose
Une cellule peut exister dans différentes phases de ce qu'on appelle le cycle cellulaire. Le cycle cellulaire comporte deux phases principales, l'interphase et la mitose. Pendant l'interphase, l'ADN est emballé sous forme de fibres longues et minces. Au cours de la mitose, l'ADN est emballé sous forme de structures courtes et épaisses en forme de doigt. L'interphase est la phase de préparation au cours de laquelle l'instruction dans l'ADN est lue pour fabriquer de nouvelles protéines. C'est aussi la phase au cours de laquelle une cellule fait une copie de son ADN. Les événements qui ont lieu pendant l'interphase sont en préparation pour la division cellulaire, ou mitose. La mitose est la phase au cours de laquelle une cellule se divise en deux cellules, divisant également son ADN.
Chromosomes condensés
Au cours de la mitose, on dit que les chromosomes sont condensés, ce qui signifie que l'ADN est étroitement emballé par des protéines dans des structures épaisses. Chez l'homme, les chromosomes condensés ressemblent à des X épais. Avant le début de la mitose, la cellule a déjà fait de nouvelles copies de chacun de ses chromosomes. Cependant, ces nouvelles copies restent attachées au chromosome d'origine. Une cellule en division doit être capable de séparer les chromosomes copiés des copies originales, c'est ainsi que l'ADN est divisé de manière égale lorsqu'une cellule se divise en deux. Les chromosomes condensés sont plus faciles à déplacer dans une cellule sans casser l'ADN.
Chromosomes diffus
Pendant l'interphase, les chromosomes n'ont pas besoin d'être serrés car ils seront physiquement tirés ici et là. Dans ces circonstances, les chromosomes sont décompressés en de longues et fines chaînes d'ADN enroulées autour de protéines appelées histones. L'avantage de déballer l'ADN dans cette mesure est que les protéines qui lisent les instructions dans l'ADN ont de la place pour s'accrocher à l'ADN. Une fois qu'ils sont physiquement assis sur l'ADN, ils ouvrent l'ADN et font une copie des informations contenues dans l'ADN dans un type de molécule appelée ARN messager (ARNm).
Le Nucléole
Le noyau contient de l'ADN, qui porte l'information génétique pour fabriquer les machines protéiques d'une cellule. Cependant, le noyau contient également quelque chose appelé le nucléole, qui est la plus grande structure du noyau cellulaire. Comme les chromosomes, le nucléole contient des informations génétiques. Cependant, les molécules d'ADN dans le nucléole ne transportent pas d'informations pour fabriquer des protéines, mais pour fabriquer ce qu'on appelle l'ARN ribosomique. Les ribosomes sont des machines hybrides constituées à la fois de protéines et d'ARN. Les instructions pour fabriquer l'ARN dans les ribosomes sont portées par l'ADN qui se trouve dans le nucléole.