Trong sinh học, hạt nhân là cơ quan tế bào chứa vật liệu di truyền của sinh vật và kiểm soát các chức năng của tế bào, được gọi là trung tâm chỉ huy của tế bào. Hạt nhân chứa lamina hạt nhân, khung cấu trúc của các sợi protein hỗ trợ nội dung của nó; vỏ nhân, một màng hai vách bảo vệ vật liệu di truyền và ngăn nó tương tác ngẫu nhiên với các phân tử trong tế bào chất của tế bào; và nucleoplasm, trong đó các nhiễm sắc thể và các cấu trúc khác bị treo.
Nhiễm sắc thể là các sợi đan xen của các protein và sợi phức tạp của DNA, hoặc axit deoxyribonucleic, tạo thành bộ gen của tế bào. Vỏ hạt nhân chứa các lỗ rỗng cho phép vận chuyển các phân tử nhỏ hơn cần thiết để mang năng lượng và thông điệp vào và ra khỏi hạt nhân. Cấu trúc lớn nhất trong nhân là nucleolus, là nơi sản xuất ribosome.
Ribosome là máy protein-ribonucleotide thực hiện nhiều chức năng bao gồm tổng hợp protein và tổng hợp axit amin và các phân tử khác để tạo thành phân tử RNA, hoặc axit ribonucleic. Các phân tử ARN có các dạng “truyền” và “truyền tin” giúp tháo xoắn, giải mã và sao chép các đoạn của phân tử ADN bằng cách tìm, chọn và lắp ráp các polypeptit theo đúng thứ tự hình thành gen và cung cấp cấu trúc chuỗi xoắn kép của phân tử. Các ribosome cũng đóng vai trò hộ tống các phân tử khác đi vào nhân, chẳng hạn như ATP, các gói năng lượng cung cấp năng lượng cho hoạt động của tế bào. Các nucleolus cũng sản xuất và chứa các protein hoạt động như các thụ thể tín hiệu kích hoạt các phản ứng cụ thể của tế bào.
