Il ciclo cellulare ha tre fasi che devono verificarsi prima mitosi, o divisione cellulare, accade. Queste tre fasi sono note collettivamente come interfase. Sono G1, S e G2. La G sta per gap e la S sta per sintesi. Le fasi G1 e G2 sono momenti di crescita e di preparazione ai grandi cambiamenti. La fase di sintesi è quando la cellula duplica il DNA nel suo intero genoma. Le tre fasi dell'interfase consentono anche dei punti di controllo per garantire che le cose funzionino correttamente.
Fase G1
Il Fase G1 si verifica subito dopo che le cellule si sono divise. Durante G1, avviene molta sintesi proteica per aumentare la quantità di citosol nella cellula. Il citosol è il liquido all'interno della cellula, ma al di fuori degli organelli, che contiene le proteine della cellula. Le proteine sono le macchine molecolari che sostengono le attività quotidiane della cellula. L'aumento delle dimensioni delle cellule avviene non solo perché vengono prodotte più proteine, ma anche perché la cellula assorbe più acqua. La concentrazione proteica in una cellula di mammifero è stimata in 100 milligrammi per millilitro.
Fase di sintesi
Durante fase di sintesi, una cella copia il suo DNA. La replicazione del DNA è uno sforzo enorme che richiede molte proteine. Poiché il DNA non esiste da solo in una cellula ma è confezionato da proteine, durante la fase S devono essere prodotte anche più proteine di imballaggio. Gli istoni sono proteine attorno alle quali si avvolge il DNA. La produzione di nuove proteine istoniche inizia contemporaneamente alla sintesi del DNA. Bloccare la sintesi del DNA con un farmaco chimico blocca anche la sintesi degli istoni, quindi i due processi sono collegati durante la fase S.
Fase G2
Durante Fase G2, la cellula si prepara ad entrare in mitosi. Il DNA è già stato duplicato durante la fase S, quindi la fase G2 è quando gli organelli della cellula devono duplicarsi. Non solo il DNA duplicato sarà diviso equamente durante la divisione cellulare, ma anche gli organelli. Alcuni organelli, come mitocondri e cloroplasti, sono unità discrete che non germogliano da organelli più grandi. Gli organelli discreti aumentano di numero subendo la propria divisione durante G2.
Checkpoint
Il vantaggio di avere tre fasi in interfase è che consente il tempo necessario affinché i preparativi per la mitosi avvengano in modo ordinato. Consente inoltre di controllare che le cose stiano accadendo come dovrebbero. Durante l'interfase esistono tre checkpoint, durante i quali la cellula si assicura che tutto sia andato come previsto e, se necessario, corregge gli errori. Il checkpoint G1-S alla fine della fase G1 assicura che il DNA sia intatto e che la cellula abbia energia sufficiente per entrare nella fase S. Il checkpoint della fase S assicura che il DNA venga replicato correttamente senza rotture. Il checkpoint G2-M alla fine della fase G2 è un'altra salvaguardia nel caso in cui accada qualcosa al DNA o alla cellula prima che subisca l'enorme compito di dividersi.