The buněčný cyklus má tři fáze, které musí nastat dříve mitóza, nebo dělení buněk. Tyto tři fáze jsou souhrnně označovány jako mezifáze. Jsou to G1, S a G2. G znamená mezeru a S znamená syntézu. Fáze G1 a G2 jsou časy růstu a přípravy na zásadní změny. Fáze syntézy nastává, když buňka duplikuje DNA v celém svém genomu. Tři fáze mezifáze také umožňují kontrolním bodům zajistit, aby věci fungovaly správně.
Fáze G1
The Fáze G1 nastává hned po rozdělení buněk. Během G1 dochází k velké syntéze bílkovin, aby se zvýšilo množství cytosolu v buňce. Cytosol je kapalina uvnitř buňky, ale mimo organely, která obsahuje buněčné proteiny. Proteiny jsou molekulární stroje, které udržují každodenní aktivity buňky. Ke zvýšení velikosti buněk dochází nejen proto, že se vytváří více bílkovin, ale také proto, že buňka přijímá více vody. Koncentrace proteinu v savčí buňce se odhaduje na 100 miligramů na mililiter.
Fáze syntézy
Během fáze syntézy, buňka kopíruje své DNA. Replikace DNA je obrovské úsilí, které vyžaduje spoustu bílkovin. Vzhledem k tomu, že DNA sama o sobě v buňce neexistuje, ale je zabalena bílkovinami, musí se během fáze S vytvořit také více obalových proteinů. Histony jsou proteiny, kolem kterých se obaluje DNA. Produkce nových histonových proteinů začíná současně se syntézou DNA. Blokování syntézy DNA chemickým lékem také blokuje syntézu histonu, takže tyto dva procesy jsou spojeny během S fáze.
Fáze G2
Během Fáze G2se buňka připravuje na vstup do mitózy. DNA již byla duplikována během fáze S, takže fáze G2 je, když je třeba duplikovat organely buňky. Během dělení buněk bude nejen rovnoměrně rozdělena duplikovaná DNA, ale i organely. Některé organely, jako např mitochondrie a chloroplasty, jsou diskrétní jednotky, které nevycházejí z větších organel. Počet samostatných organel se zvyšuje tím, že během G2 podstoupí vlastní dělení.
Kontrolní body
Výhodou třífázových fází v mezifázi je to, že umožňuje čas na řádné provedení příprav na mitózu. Poskytuje také čas na kontrolu toho, zda se věci dějí tak, jak by měly. Během mezifáze existují tři kontrolní body, během nichž buňka zajišťuje, že vše proběhlo podle plánu, a v případě potřeby opravuje chyby. Kontrolní bod G1-S na konci fáze G1 zajišťuje, že DNA je neporušená a že buňka má dostatek energie pro vstup do fáze S. Kontrolní bod fáze S zajišťuje, že DNA je replikována správně bez jakýchkoli zlomů. Kontrolní bod G2-M na konci fáze G2 je dalším zabezpečením pro případ, že by se DNA nebo buňce něco stalo, než podstoupí obrovský úkol dělení.