核膜的主要功能

核膜作为细胞核和细胞质之间的边界膜，将细胞核与细胞质分隔，控制着细胞核和细胞质之间的物质交换，在生物大分子的合成和细胞分裂中起着重要的作用。

核膜是基因表达的隔离屏障。原核细胞缺乏核膜，其遗传物质DNA分子分散在细胞质中，RNA转录和蛋白质合成也发生在细胞质中。因此，在原核细胞中，当RNA3＇端转录未完成时，其5＇端已被核糖体结合，开始蛋白质合成，导致RNA转录在本应进行翻译之前，由于缺乏时间和空间，不能有效地剪切和修饰。而在真核细胞中，核膜将核物质和细胞质物质限制在各自的区域内，使DNA复制、RNA转录和蛋白质合成在时间和空间上相互分离，从而为遗传物质的活动建立了稳定的环境。核膜的出现保证了RNA在进入细胞质之前可以被加工和修饰，进而引导和参与蛋白质的合成，使遗传信息的表达调控更加准确和高效。

核膜参与了生物大分子的合成。外核膜表面附着有核糖体，可用于蛋白质合成。免疫电镜证实，抗体的形成首先出现在核膜外层。核周隙有多种结构蛋白和酶，还可以合成少量的膜蛋白和脂质。

核膜控制着细胞核和质粒之间的物质交换。已有的研究结果表明，水分子和一些离子如K+、Ca2+等，以及单糖、双糖、氨基酸、核苷、核苷酸等相对分子质量在5 kDa以下的小分子，都能通过NPC自由扩散，并在核间穿梭。然而绝大多数大分子需要通过NPC进行主动运输。(https://www.daowen.com)

主动运输具有高度选择性。NPC的直径可以调整。主动输运的功能直径大于被动输运的功能直径，范围为10～20 nm，可调至26 nm。NPC主动运输是一个信号识别和载体介导的过程，需要消耗能量。一般来说，被转运的蛋白质上存在被核转运蛋白受体识别的位点，称为核定位信号（nuclear localization signal，NLS）。当这些信号被核转运受体识别并结合时，核孔会暂时增大，允许更大的分子通过，NPC有Mg2++ATP酶为这个过程提供能量。

除了识别和定位信号的受体外，NPC上还有识别RNA或RNA结合蛋白的受体，这些受体可以将RNA从细胞核转移到细胞质中。已有实验表明，如果将包裹胶体金颗粒的RNA注射到蛙卵的细胞核中，注射的物质会迅速出现在细胞质中；如果将包裹RNA的金胶体注射到蛙卵的细胞质中，注射的物质不会转移，而是停留在原地。

NPC的主动运输也是双向的，具有核输入和核输出功能，不仅可以通过NPC将DNA复制和转录所需的各种酶、组蛋白、核糖体蛋白和核质蛋白运输到细胞核内，也可以通过NPC将细胞核内组装的核糖体大小亚基和转录后的RNA运输到细胞质内。