Die Kernhülle ist eine doppelte, parallele Membran mit einem dazwischen liegenden Raum. Sie grenzt den Zellkern vom Zytoplasma ab. Die innere Membran ist durchgängig mit einem Kernnetz von Filamenten verbunden, die Strukturen wie das Chromatin stützen; das Filamentnetz wird als Kernlamina bezeichnet. Die äußere Membran ist durchgängig mit dem endoplasmatischen Retikulum verbunden und weist an ihrer Oberfläche Ribosomen auf.
Die Kernporen sind Durchgänge für den Transfer von Molekülen in den und aus dem Zellkern. Jeder Zellkern kann mehrere Tausend davon haben. Sie sind durch die Verschmelzung der Kernmembranen gekennzeichnet, wodurch eine tunnelartige Struktur entsteht. Sie sind von einer Reihe von Proteinen umgeben. Die Proteine regulieren den Transit durch die Pore; sie werden zusammen als Kernporenkomplex bezeichnet. Moleküle mit einer Größe von mehr als 62 kD können die Poren nicht durchqueren, aber sie können die Hülle durch aktiven, transmembranösen Transport passieren.
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