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L'enveloppe nucléaire est une double membrane parallèle avec un espace intermédiaire. Elle délimite le noyau du cytoplasme. La membrane interne est en continuité avec un réseau nucléaire de filaments qui soutiennent des structures telles que la chromatine ; le réseau de filaments est appelé lamina nucléaire. La membrane externe est en continuité avec le réticulum endoplasmique et comporte des ribosomes à sa surface.
Les pores nucléaires sont des voies de passage pour le transfert de molécules à l'intérieur et à l'extérieur du noyau. Chaque noyau peut en posséder plusieurs milliers. Ils sont marqués par la fusion des membranes nucléaires pour donner une structure en forme de tunnel. Ils sont entourés d'un certain nombre de protéines. Les protéines régulent le transit à travers le pore ; elles sont appelées collectivement le complexe du pore nucléaire. Les molécules de plus de 62 kD ne peuvent pas traverser les pores, mais peuvent traverser l'enveloppe par le biais d'un transport actif transmembranaire.
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