All'interno del nucleo ci sono diversi organelli con funzioni specializzate. Di questi organelli, il nucleolo è uno dei più prominenti. Un nucleolo è il sito dell'RNA ribosomiale o dell'rRNA, della trascrizione e dell'elaborazione e dell'assemblaggio ribosomico, quindi è anche indicato come la fabbrica di produzione ribosomica.

Un organello privo di membrana, il nucleolo è un aggregato di geni rRNA e di varie proteine e RNAs che sono richiesti per la trascrizione di rRNA e l'assemblaggio del ribosoma, incluse piccole ribonucleoproteine nucleolari, o snoRNP, che sono enzimi di processazione del rRNA, fattori di assemblaggio, e ribosomi parzialmente assemblati. Negli eucarioti, tre geni rRNA, 18S, 5.8S, 28S sono codificati da una singola unità di trascrizione. Questa unità di trascrizione viene ripetuta in tandem sotto forma di matrici, in uno a più cromosomi.

Le regioni cromosomiche, che contengono questo gene rRNA, sono note come regioni organizzatrici nucleolari, o NOR. e sono le regioni intorno alle quali ha luogo l'organizzazione del nucleolo. Non appena una cellula transita tra i due stadi principali del ciclo cellulare, interfase e mitosi, o fase M, il suo fabbisogno di sintesi proteica cambia drasticamente.

Il fabbisogno é alto durante l'interfase, ma diventa basso durante la maggior parte della fase M, e diventa alto nuovamente quando la cellula rientra nell'interfase. La dimensione del nucleolo, che riflette il numero di ribosomi che una cellula sta producendo, varia notevolmente durante queste fasi del ciclo cellulare. durante l'interfase, il nucleolo esiste come una singola grande entità:in questa fase, i cromosomi esistono in stato decondensato e i NOR contribuiscono al DNA in loop aperti estesi all'interno del nucleolo.

Quando la cellula entra nella fase M, i cromosomi iniziano a condensare, e il nucleo si frammenta in nuclei multipli e più piccoli. Mentre la mitosi progredisce ulteriormente, il modello continua;i nuclei diminuiscono gradualmente di dimensioni e infine scompaiono. Alla fine della divisione cellulare, durante la telefase, i cromosomi iniziano a decondensare e piccoli nucleoli iniziano ad emergere.

Man mano che la fase M progredisce, i nuclei si uniscono progressivamente, progressivamente, attraverso un processo chiamato fusione nucleolare. In un primo tempo, si coalizzano in nuclei più grandi e poi in un singolo, grande nucleolo, nel momento in cui la cellula entra di nuovo in interfaccia.