Bir hücrenin çekirdeği ve sitoplazması, hücrenin çalışmasını sağlamak için birlikte çalışan tamamen ayrı varlıklardır. Bir hücrenin çekirdeği ana organeldir. Hücre için genetik bilgiyi içerir. Sitoplazma, çekirdek ve hücre zarı arasındaki sıvıdır ve hücrenin diğer tüm kısımlarını içerir. Sitoplazmada meydana gelen tüm aktiviteler çekirdekte bulunan genetik bilgi ile belirlenir.
Bir hücrenin sitoplazması, çekirdek dışındaki tüm içeriğinden oluşur. Hücre içinde hücre zarı tarafından tutulur. Sitoplazma liflerle, borularla, geçitlerle ve bölmelerle doludur. Organeller, kendi membranlarıyla bağlı uzmanlık alanlarıdır ve sitoplazma içinde bulunurlar. Sitoplazma ayrıca yağ, lipit, protein ve diğer faydalı molekülleri içerir.
Hücrenin çekirdeği genellikle büyük, merkezi bir organeldir. Hücrenin genlerini ya da DNA'sını tutan kromozomları içerir. Çekirdek, onu sitoplazmadan ayıran bir nükleer zarf veya çift membran ile bağlanır. Çekirdeğin, nükleoplazma adı verilen sitoplazma ile eşdeğer bir değeri vardır.
Nükleer zarf, moleküllerin çekirdeğe girip çıkmalarını sağlayan gözeneklerle delinir. Gözenekler, nükleer zarfın iki zarını bir arada tutan bir protein halkası tarafından oluşturulur. Gözenekler ayrıca çekirdek ve sitoplazma arasındaki moleküler trafiği de düzenler.
Hücrenin faaliyetlerinin çoğunu kontrol eden proteinlerin üretimi, çekirdek ve sitoplazmada meydana gelen iki aşamalı bir işlemdir. Çekirdekteki DNA, transkripsiyon adı verilen bir işlemde haberci RNA'ya okunur ve kodlanır. Messenger RNA veya mRNA, DNA'nın talimatlarını yerine getiren karmaşık bir moleküldür. MRNA çekirdeği bırakır ve sitoplazmada görev yapar.
Bir kez sitoplazmada, mRNA çeviri olarak adlandırılan bir işlemden geçer. Çeviri, mRNA'nın okunması ve bilgilerin amino asitlere “çevrilmesi” işlemidir. Amino asitler proteinleri oluşturur.
Bu proteinler hücrenin işlevi için elzemdir ve en çok yönlü moleküldür. Proteinler hücre yapısı, iletişim ve taşıma sağlar; hücre metabolizmasından sorumlu enzimler oluşturmak; hücre hareketi sağlamak; tanınmasında ve korunmasında rol oynar; ve hücreleri diğer hücrelere bağlar. Sitoplazmada gerçekleşen aktivitenin tümü, çekirdek tarafından kodlanan proteinler tarafından kontrol edilir. Çekirdek, hücrenin beyni gibi davranır. Sitoplazma, beyin tarafından kontrol edilen vücudu temsil eder.
Çekirdek ve sitoplazma, zamanın çoğunda birbirinden ayrı kalır. Hücre bölünmesi veya mitoz sırasında nükleer zarf bozulur ve genetik materyal sitoplazmaya yayılır. Hücre bölünmesi işlemi, hücrenin kopyalanması ve ikiye bölünmesi için fazladan alan gerektirir. Her yeni hücrede yeni bir nükleer zarf oluşturulmuştur. Çekirdeğin ve sitoplazmanın ayrılmadığı tek diğer zaman nükleer zarfın dağılmasından sonra hücrenin ölümüdür.
