Buňky eukaryotických organismů, jako jsou lidé, udržují svou genetickou informaci v chromozomech složených z deoxyribonukleové kyseliny nebo DNA a nacházejí se v buněčném jádru. Buňky procházejí střídavými obdobími růstu a dělení. Během růstové fáze nebo mezifáze buňka replikuje svou DNA. Další událostí v buněčném cyklu je mitóza nebo dělení jader, následované cytokinezí nebo dělení buněk. Prokaryotické buňky, jako jsou bakterie, sledují jednodušší proces štěpení buněk.
Replikace DNA
DNA a určité proteiny známé jako histony tvoří chromozomální struktury. DNA je dvouvláknová a za pomoci histonů tvoří pevně stočený obal. Během mezifáze se chromozomy uvolní a umožní replikačním enzymům přístup k vytvoření nové kopie každého chromozomu. K dvojitým kopiím neboli chromatidám se připojuje struktura globulárního proteinu zvaná centroméra, která vytváří známý X tvar chromozomů. Kondenzace dvojchromatidových chromozomů označuje konec mezifáze a začátek mitózy.
Prophase a Metaphase
První fází mitózy je profáza, ve které se rozpadá jaderná membrána. Během profáze vytváří buňka mikrotubuly připojené ke dvěma organelám zvaným centrosomy, které migrují na obě strany buňky. Jak profáza postupuje do metafáze, mikrotubuly se přibližují k chromozómům. Kinetochore skládající se z proteinových klíčků z každého chromatidu, tvořící strukturu, ke které se mohou mikrotubuly připojit. Chromozomy se srovnávají na metafázové desce ve středu buňky. Lidé mají 23 párů chromozomů, jeden párový člen od každého rodiče.
Anaphase a Telophase
Na konci metafáze je každý chromatid připojen k mikrotubulu ukotvenému centrosomem. Další fáze, anafáze, začíná, když se centromery rozpustí a převedou sesterské chromatidy na dceřiné chromozomy. Lidská buňka má v této fázi dočasně 92 chromozomů, spíše než normální 46. Centrosomy táhnou mikrotubuly s chromozomy v závěsu na obě strany buňky, takže obě strany mají kompletní sadu genetického materiálu. V telofázi se znovu objevují jaderné membrány, které uzavírají každou sadu chromozomů. Chromozomy se poté začnou uvolňovat ze svého pevně stočeného stavu.
Cytokineze
Jak mitóza končí, buňka se začne dělit středem. Kontraktilní prstenec v místě staré metafázové desky svírá buňku a vytváří rýhu, která se prohlubuje, když buňka syntetizuje nový materiál vnější membrány. Jádra jsou oddělena novými buněčnými membránami. Nakonec se buňka rozdělí na dvě dceřiné buňky, z nichž každá obsahuje celou řadu chromozomů. Tyto dvě buňky poté vstoupí do mezifáze a buněčný cyklus se opakuje.