Il nucleo di una cellula ospita il DNA della cellula, che è sotto forma di cromosomi. Tuttavia, i cromosomi assumono forme diverse a seconda di ciò che sta facendo la cellula. Il DNA è il materiale genetico nel nucleo, ma i cromosomi sono fatti di più del semplice DNA. I cromosomi si verificano quando il DNA viene avvolto attorno a determinate proteine e quindi impacchettato in fibre più spesse da altri tipi di proteine. Queste proteine impacchettano e disimballano il DNA a seconda che la cellula stia cercando di leggere le istruzioni nel DNA per creare nuove proteine o semplicemente spostare i cromosomi senza romperli.
Ciclo cellulare e mitosi
Una cellula può esistere in diverse fasi del cosiddetto ciclo cellulare. Il ciclo cellulare ha due fasi principali, interfase e mitosi. Durante l'interfase, il DNA è impacchettato come fibre lunghe e sottili. Durante la mitosi, il DNA è impacchettato come strutture corte e spesse simili a dita. L'interfase è la fase di preparazione durante la quale viene letta l'istruzione nel DNA per produrre nuove proteine. È anche la fase durante la quale una cellula fa una copia del suo DNA. Gli eventi che si verificano durante l'interfase sono in preparazione per la divisione cellulare, o mitosi. La mitosi è la fase in cui una cellula si divide in due cellule, dividendo equamente il suo DNA.
Cromosomi condensati
Durante la mitosi, si dice che i cromosomi siano condensati, il che significa che il DNA è strettamente impacchettato dalle proteine in strutture spesse. Negli esseri umani, i cromosomi condensati sembrano X spesse. Prima che inizi la mitosi, la cellula ha già creato nuove copie di ciascuno dei suoi cromosomi. Tuttavia, queste nuove copie rimangono attaccate al cromosoma originale. Una cellula in divisione deve essere in grado di separare i cromosomi copiati dalle copie originali, che è il modo in cui il DNA viene diviso equamente quando una cellula si divide in due. I cromosomi condensati sono più facili da spostare all'interno di una cellula senza rompere il DNA.
Cromosomi diffusi
Durante l'interfase, i cromosomi non hanno bisogno di essere strettamente imballati poiché saranno fisicamente tirati qua e là. In queste circostanze, i cromosomi vengono disimballati in lunghe e sottili stringhe di DNA avvolte attorno a proteine chiamate istoni. Il vantaggio di disimballare il DNA fino a questo punto è che le proteine che leggono le istruzioni nel DNA hanno spazio per aggrapparsi al DNA. Una volta che si siedono fisicamente sul DNA, aprono il DNA e creano una copia delle informazioni nel DNA in un tipo di molecola chiamata RNA messaggero (mRNA).
Il nucleolo
Il nucleo contiene DNA, che trasporta le informazioni genetiche per creare le macchine proteiche di una cellula. Tuttavia, il nucleo contiene anche qualcosa chiamato nucleolo, che è la struttura più grande del nucleo cellulare. Come i cromosomi, il nucleolo contiene informazioni genetiche. Tuttavia, le molecole di DNA nel nucleolo non trasportano informazioni per produrre proteine, ma per produrre ciò che viene chiamato RNA ribosomiale. I ribosomi sono macchine ibride costituite sia da proteine che da RNA. Le istruzioni per produrre l'RNA nei ribosomi sono trasportate dal DNA che si trova nel nucleolo.