Dentro do núcleo estão várias organelas com funções especializadas. Destas organelas, o nucléolo é um dos mais proeminentes. Um nucléolo é o local do RNA ribossomal ou rRNA, de transcrição e processamento e montagem ribossomal, portanto é também conhecido como uma fábrica de produção ribossomal.

Uma organela sem membrana, o nucléolo é um agregado de genes do rRNA e as várias proteínas e RNAs que são requeridos para a transcrição do rRNA e a montagem 00:00:35.150 00:00 36.440 ribossomal. Estas incluem pequenas ribonucleoproteínas nucleares, ou snoRNPs, que são enzimas de processamento de rRNA, fatores de montagem, e ribossomas parcialmente montados. Em eucariotas, três genes rRNA, 18S, 5.8S, 28S são codificados por uma única unidade de transcrição.

Esta unidade de transcrição é tandem repetida na forma de matrizes, em um a vários cromossomas. As regiões cromossómicas, que contêm estes clusters de genes rRNA, são conhecidas como regiões organizadora nucleolar, ou NORS. E estas são as regiões em torno das quais a organização de nucléolos ocorre.

Como uma célula transita entre os dois estágios principais do ciclo da célula, interfase e mitose, ou fase M, sua exigência de síntese de proteína muda drasticamente. É elevada durante a interfase, torna-se baixa durante a maioria da fase M, e torna-se elevada outra vez quando a célula reentra a interfase. O tamanho do nucléolo, que reflete o número de ribossomas que uma célula está produzindo, varia muito durante estas fases do ciclo da célula.

Durante a interfase, o núcleo existe como uma única grande entidade. Nesta fase, os cromossomas existem num estado descondensado e o DNA em NOR está em em loops abertos e estendidos dentro do nucléolo. Quando a célula entra na fase M, os cromossomas começam a condensar, e os fragmentos do núcleo em nucléolos múltiplos e menores.

Enquanto a mitose progride, o padrão continua. O nucléolo diminui gradualmente no tamanho e finalmente desaparece. No final da divisão celular, durante a telófase, os cromossomas começam a se descondensar e os pequenos nucléolos começam a emergir.

Enquanto a fase M progride, os nucléolos progressivamente se mesclam. Através de um processo chamado fusão nuclear. Primeiramente coalesce em nucléolos maiores e então em um único, núcleo grande, à medida que a célula entra novamente na interface.