Le noyau est un organite délimité par une membrane qui contient les instructions génétiques d’un organisme eucaryote sous forme d’ADN chromosomique. Il est distinct de l’ADN dans les mitochondries ou dans les chloroplastes qui réalise des fonctions spécifiques à ces organites. Alors que certaines cellules, comme les globules rouges, n’ont pas de noyau et que d’autres, comme les cellules musculaires squelettiques, ont plusieurs noyaux, la plupart des cellules eucaryotes ont un seul noyau.

L’ADN dans le noyau est enroulé autour de protéines telles que les histones, créant un complexe d’ADN-protéine appelé chromatine. Lorsque les cellules ne se divisent pas, c’est-à-dire lorsqu’elles sont dans la partie interphase de leur cycle cellulaire, la chromatine est organisée de façon diffuse. Cela permet un accès facile à l’ADN pendant le processus de transcription lorsque l’ARN messager (ARNm) est synthétisé à partir du code de l’ADN. Lorsqu’une cellule eucaryote est sur le point de se diviser, la chromatine se condense de façon compacte en chromosomes linéaires distincts. Les humains ont 46 chromosomes au total.

La chromatine est particulièrement concentrée dans une région du noyau qui s’appelle le nucléole. Le nucléole est important pour la production de ribosomes, qui traduisent l’ARNm en protéines. Dans le nucléole, l’ARN ribosomal est synthétisé et associé avec des protéines pour créer des sous-unités ribosomales, qui forment plus tard des ribosomes fonctionnels dans le cytoplasme de la cellule.

L’intérieur du noyau est rempli d’une substance semblable à un gel nommée nucléoplasme. Une double membrane, composée de deux bicouches lipidiques, qui est appelée l’enveloppe nucléaire, entoure le noyau. De petites ouvertures doublées de protéines, qui s’appellent des pores, sont parsemées sur l’enveloppe nucléaire, contrôlant les substances qui peuvent entrer et quitter le noyau. Par exemple, les pores permettent à l’ARNm de quitter le noyau, de sorte qu’il peut se déplacer vers les ribosomes pour diriger la traduction des protéines.