Het deoxyribonucleïnezuurmolecuul in de celkern bevat het recept in zijn genen voor elk eiwit dat wordt gesynthetiseerd en gebruikt in het metabolisme van een individu. Elk gen biedt een blauwdruk voor het bouwen van een eiwitmolecuul. Wanneer het organisme eiwitten nodig heeft, worden de juiste genen getranscribeerd in een vorm van RNA die boodschapper-RNA of mRNA wordt genoemd. Het mRNA bouwt het eiwit op nadat het door de poriën in het kernmembraan in het cytoplasma van de cel is gekomen.

MRNA-vorming

De informatiestroom van de genen in de kern naar het cytoplasma door mRNA bepaalt de eiwitsamenstelling en de celfuncties. In de kern overschrijft DNA mRNA voor het juiste gen en wordt het mRNA vervolgens uit de kern geëxporteerd via poriën in het kernmembraan in het cytoplasma. Hier bouwt het mRNA de eiwitten die celfuncties uitvoeren of dienen als bouwstenen voor grotere eiwitten.

Kernmembraan

De functie van de nucleaire enveloppe is om het DNA te beschermen tegen corruptie. Als de massieve DNA-dubbele helix heen en weer wordt overgebracht van de kern om de eiwitten in het cytoplasma te construeren, kunnen de complexe moleculen gemakkelijk worden beschadigd. Poriën perforeren het kernmembraan en reguleren de doorgang van moleculen tussen de kern en het cytoplasma. Ze voorkomen dat sommige moleculen uit de kern of erin komen en maken de doorgang van bouwstenen voor DNA en RNA, en moleculen die energie leveren voor nucleaire activiteit zoals de constructie van mRNA.

Nucleaire poriëncomplexen

Kleine kernporiën houden de meeste grote moleculen tegen om de kern binnen te dringen. Maar sommige grote eiwitmoleculen zijn nodig in de kern en komen deze binnen via een grotere complexe eiwitstructuur die het nucleaire poriecomplex (NPC) wordt genoemd. Dit complex bestaat uit tenminste 456 eiwitmoleculen. Het omringt elke porie en laat grotere moleculen toe om af te sluiten of binnen te gaan door de porie-openingen naar een grotere afmeting uit te breiden. NPC's steken het dubbelwandige nucleaire membraan over, waardoor het transport van wateroplosbare moleculen door het membraan mogelijk wordt.

Transporteren

De functie van nucleaire poriecomplexen is om de in water oplosbare moleculen te laten kruisen het kernmembraan. Het transport omvat RNA, eiwitten, koolhydraten en andere grote moleculen. Een schatting suggereert dat er 2.000 NPC's zijn in de nucleaire membranen van cellen van gewervelden, en dat een complex 1.000 transporten per complex per seconde kan uitvoeren. Sommige moleculen, zoals water of glucose, bewegen door de celmembranen door osmose of diffusie, maar de grotere eiwitmoleculen signaleren de NPC's om uit te zetten zodat ze kunnen passeren.