Các bộ phận chính của tế bào bao gồm màng nhân, dịch nhân, nhiễm sắc thể và hạch nhân.
* Màng nhân cũng có cấu trúc màng kép, gồm màng ngoài và màng trong.
- Màng ngoài nối liền với lớp nội nguyên sinh bao quanh nhân và gắn liền với mạng nội chất. Chức năng của nó là tham gia tái
tạo màng nhân cũng như tham gia tổng hợp màng tế bào và hệ thống mạng nội chất.
- Khoang trống giữa hai lớp màng thông với tế bào chất và mạng nội chất. Nó có chức năng tham gia vận chuyển vật chất theo hai chiều: từ nhân ra mạng nội chất và ngược lại.
- Màng trong gồm hai tầng: tầng ngoài cũng là màng lipoprotein như màng ngoài của nhân; tầng trong là một lá mỏng có cấu trúc dạng mạng lưới, được cấu tạo từ 3 loại protein đặc biệt mang tên là laminin A, B và C. Vì vậy tầng trong của màng trong còn được gọi là lamina. Chức năng của lamina là nơi gắn của các sợi chromatin của nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào. Trên màng nhân có các lỗ nhỏ có kích thước 30-100 nm, gọi là lỗ màng nhân. Trên lỗ màng nhân cũng có các protein đặc biệt nhận nhiệm vụ vận chuyển các chất qua màng. Các thành phần được vận chuyển qua lỗ màng nhân bao gồm:
- Nước và một số chất hòa tan,
- Enzym ADN-polymerase, histone và vài loại protein khác được vận chuyển theo chiều đi vào,
- mARN, tARN và các phần dưới đơn vị của ribosome được vận chuyển theo chiều đi ra.
* Chất nhân , hay nucleoplasme, còn được gọi là dịch nhân, chiếm tỉ lệ lớn nhất của nhân tế bào. Thành phần của nucleoplasme bao gồm phần dịch lỏng (giống như nguyên sinh chất trong bào tương) và các thể vùi (bao gồm ribosome và một số cấu trúc hạt khác). Trong dịch nhân chứa các enzyme xúc tác cho các quá trình nhân đôi ADN, tổng hợp ARN và một vài quá trình sinh hóa khác xảy ra trong nhân. Do vậy, dịch nhân chính là môi trường đảm bảo cho sự ổn định của cơ chế truyền thông tin di truyền của tế bào.
* Nhiễm sắc thể (chromosome) là cấu trúc quan trọng nhất của nhân tế bào. Thành phần chủ yếu của nhiễm sắc thể là ADN, các protein có tính base (histone) và một số protein có tính acid (chủ yếu là các enzyme sinh tổng hợp ADN và ARN). Tất cả các thành phần này kết hợp với nhau để tạo nên cấu trúc có tên là chất nhiễm sắc, hay chromatine.
Khi tế bào chưa phân chia (gian kỳ) thì nhiễm sắc thể tồn tại dưới dạng mạng lưới phân tán gọi là lưới nhiễm sắc, bao gồm các sợi mảnh và dài gọi là sợi nhiễm sắc. Trên các sợi nhiễm sắc đính các hạt bắt màu rất đậm gọi là hạt nhiễm sắc.
Khi tế bào đang phân chia (ở kỳ giữa) thì nhiễm sắc thể co ngắn lại, tập trung trên thoi vô sắc vàcó hình dạng đặc trưng, bao gồm hai nhánh (chromatide) gắn với nhau tại tâm động (centromere). Tùy thuộc vào vị trí của tâm động và kích thước của các nhánh mà nhiễm sắc thể có các dạng như sau:
- Nhiễm sắc thể cân tâm: hai nhánh có kích thước gân bằng nhau, tâm động nằm chính giữa;
- Nhiễm sắc thể lệch tâm: một nhánh lớn và nhánh kia nhỏ hơn rõ rệt;
- Nhiễm sắc thể tâm mút: môt nhánh lớn hơn hẳn, nhánh còn lại có kích thước không đáng kể.
Đôi khi trên các nhánh của nhiễm sắc thể ngoài một tâm động còn có thêm núm hình cầu gọi là thể kèm (hình 1.6).
Số lượng và hình dạng của nhiễm sắc thể là yếu tố ổn định và đặc trưng cho mỗi loài. Ví dụ, ở người bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) gồm 46 đơn nhiễm sắc, tồn tại dưới dạng từng cặp nhiễm sắc thể tương đồng, tức là có 23 cặp, trong đó cặp nhiễm sắc thể thứ 23 là cặp nhiễm sắc thể giới tính (hình 1.7). Trong khi đó ở ruồi dấm bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội gồm 8 đơn nhiễm sắc thể, xếp thành 4 cặp, cặp nhiễm sắc thể thứ tư là cặp nhiễm sắc thể giới tính (hình 1.8).
* Hạch nhân , hay còn gọi là nhân con, là những thể hình cầu, chỉ xuất hiện trong nhân tế bào ở giai đoạn tế bào bắt đầu tiến hành phân chia; khi kết thúc kỳ giữa của chu kỳ phân bào thì hạch nhân tiêu biến. Có giả thuyết cho rằng hạch nhân chính là do sự tụ tập của một số đôi nhiễm sắc thể tâm mút mà thành. Ví dụ, ở người các cặp nhiễm sắc thể 13, 14, 15, 21 và 22 chụm đầu lại,cuộn tròn thành vùng tổ chức hạch nhân (Nucleolus organization region, viết tắt là NOR). Chính vì vậy nên khi các nhiễm sắc thể tập trung đầy đủ về mặt phẳng xích đạo và bắt đầu trượt về hai đầu cực của thoi vô sắc thì hạch nhân hoàn toàn biến mất.
Chức năng chủ yếu của hạch nhân là nơi chức các gen tổng hợp ARN ribosome và cũng là nơi xảy ra quá trình liên kết rARN với protein để hình thành các phần dưới đơn vị ribosome 40S và 60S.
NS cân tâm NST lệch tâm NST tâm mút NST tâm mút có thể kèm
Hình 1.6 . Các dạng cấu trúc của nhiễm sắc thể.
Hình 1.7. Bộ nhiễm sắc thể ở người. Cặp NST giới tính
Con cái (XX) Con đực (XY)
Hình 1.8 . Bộ nhiễm sắc thể ở ruối dấm.