Wewnątrz komórki przebiega wiele szlaków sygnałowychszlaki sygnałoweszlaków sygnałowych − wśród nich znajdują się te, które łączą jądro z rozmaitymi organellami, np. z mitochondrium, plastydami i siateczką śródplazmatyczną. Ponieważ jądro zanurzone jest w cytoplazmie, może łatwo kontrolować zachodzące w jej obrębie reakcje.

Jądro komórkowe to najważniejsze organellum komórki. Aby mogło ono prawidłowo sterować procesami przebiegającymi w komórce, potrzebna jest sprawna wymiana sygnałów i substancji między nim a cytoplazmą. Jądro otoczone jest podwójną błoną białkowo‑lipidową, w której występują liczne niewielkie otwory, nazywane porami jądrowymi. Pozwalają one cząsteczkom na przemieszczanie się w dwóch kierunkach.  Cząsteczkami tymi mogą być m.in. białka i kwasy nukleinowe oraz substancje sygnałowe. Substancje o niewielkich rozmiarach mogą samodzielnie przechodzić przez pory jądrowe, natomiast do transportu większych mogą (lecz nie muszą) zostać użyte przenośniki, np. białka − importyny i eksportynyimportyny i eksportynyimportyny i eksportyny. Do jądra z cytoplazmy transportowane są m.in. białka enzymatyczne i wolne nukleotydy potrzebne do procesu transkrypcjitranskrypcjatranskrypcji. Z kolei z jądra do cytoplazmy przez pory w błonie jądrowej przenikają m.in. kwasy nukleinowe mRNA i tRNA oraz podjednostki rybosomów.

Mitochondria i plastydy są organellami półautonomicznymi. Oznacza to, że mają własne białka, rybosomy i materiał genetyczny oraz namnażają się niezależnie od podziałów komórki (ale zgodnie z jej potrzebami). Ich genom jest niewielki. Koduje tylko niewielką część białek niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania tych organelli. Pozostała część białek (zakodowana w DNA jądrowym) musi im zostać dostarczona z cytoplazmy. W związku z tym konieczny jest sprawny transport na linii jądro−mitochondrium czy jądro−plastyd.

By wspomniane organella mogły zwiększać swoją liczbę (przez podział), konieczne jest dostarczenie im potrzebnych białek. W tym celu dane organellum przesyła do jądra komórkowego odpowiedni sygnał chemiczny, np. prekursory metaboliczne chlorofilu czy cząsteczki plastochinonuplastochinonplastochinonu, tioredoksynytioredoksynatioredoksyny i glutationuglutationglutationu. Taki sygnał uruchamia procesy związane z syntezą białek. Podjednostki rybosomów (mała i duża) oraz mRNA (matrycowe RNA) opuszczają jądro komórkowe, by na terenie cytoplazmy przeprowadzić syntezę konkretnych białek, które następnie trafią do właściwego organellum półautonomicznego. Jeśli ta wzajemna wymiana substancji zawiedzie, organella nie będą mogły właściwie działać i komórka umrze.

Siateczka śródplazmatyczna odpowiada za syntezę dwóch podstawowych rodzajów cząsteczek: siateczka szorstka wytwarza białka, a gładka − lipidy. Z siateczką szorstką związane są rybosomy, choć niektóre z nich, tzw. wolne rybosomy, są swobodnie rozmieszczone w cytoplazmie. Miejscem syntezy podjednostek rybosomów jest jąderko znajdujące się w jądrze komórkowym. By podjednostki rybosomów mogły pełnić swoją funkcję, konieczne jest przetransportowanie ich poza obręb jądra komórkowego. Przechodzą więc przez pory jądrowe i gromadzą się na powierzchni siateczki śródplazmatycznej szorstkiej lub zostają zawieszone w cytoplazmie.

Matrycą do wytworzenia białka jest mRNA. Zawiera ono informację o budowie białka, które powstaje w procesie translacjitranslacjatranslacji na rybosomach. Oznacza to, że mRNA musi się przedostać z jądra komórkowego (gdzie powstaje w procesie transkrypcji) do cytoplazmy.

W syntezie białek bierze udział także (powstające w jądrze, ale aktywne na terenie cytoplazmy) tRNA. Jego zadanie polega na przyłączaniu wolnych aminokwasów na terenie cytoplazmy i transportowaniu ich do rybosomów, gdzie podczas translacji zostają włączone do powstającego łańcucha polipeptydowego.

Jądro komórkowe zanurzone jest w cytoplazmie, której składnikiem jest m.in. płynny cytozol, zatem ma z nim stały i bezpośredni kontakt. Jest to bardzo istotne dla prawidłowego funkcjonowania komórek, ponieważ to cytozol jest przestrzenią, przez którą wędrują różnego rodzaju cząsteczki w ramach szlaków sygnałowych. Przez cytozol przepływają sygnały z organelli półautonomicznych do jądra komórkowego. Tamtędy także podjednostki rybosomów przemieszczają się z jądra komórkowego w kierunku siateczki śródplazmatycznej oraz mRNA i tRNA niezbędne do syntezy białek. Do wolnych rybosomów w cytozolu również transportowane są mRNA i tRNA z jądra komórkowego.

W przeciwnym kierunku, tzn. do jądra komórkowego (na linii cytozol−jądro)  transportowane są wszystkie substancje niezbędne do przeprowadzania w jądrze procesów metabolicznych, takich jak replikacjareplikacja DNAreplikacja i transkrypcja, a także cząsteczki do budowy struktur jądra, np. nukleotydy do syntezy DNA i RNA oraz białka histonowe.

Słownik