Eukariotų organizmų, tokių kaip žmonės, ląstelės savo genetinę informaciją palaiko chromosomose, sudarytose iš dezoksiribonukleino rūgšties arba DNR, esančios ląstelės branduolyje. Ląstelės išgyvena pakaitomis augimo ir dalijimosi periodus. Augimo fazėje arba tarpfazėje ląstelė pakartoja savo DNR. Kitas ląstelių ciklo įvykis yra mitozė arba branduolio dalijimasis, po kurio seka citokinezė arba ląstelių dalijimasis. Tokios prokariotinės ląstelės kaip bakterijos vykdo paprastesnį ląstelių dalijimosi procesą.
DNR replikacija
DNR ir tam tikri baltymai, vadinami histonais, sudaro chromosomų struktūras. DNR yra dviguba grandinė ir, padedama histonų, sudaro sandariai suvyniotą paketą. Interfazės metu chromosomos atsipalaiduoja, suteikdamos replikacijos fermentams galimybę sukurti naują kiekvienos chromosomos kopiją. Dvi kopijos arba chromatidės yra sujungtos su rutulio formos baltymo struktūra, vadinama centromera, formuojančia pažįstamą chromosomų X formą. Dvigubų chromatidų chromosomų kondensacija žymi tarpfazės pabaigą ir mitozės pradžią.
Profazė ir metafazė
Pirmoji mitozės stadija yra profazė, kurios metu suyra branduolio membrana. Profazės metu ląstelė sukuria mikrovamzdelius, pritvirtintus prie dviejų organelių, vadinamų centrosomomis, kurios migruoja į abi ląstelės puses. Kai fazė pereina į metafazę, mikrovamzdeliai artėja prie chromosomų. Kinetochoras, susidedantis iš kiekvienos chromatidės baltymų, sudarantis struktūrą, prie kurios gali prisijungti mikrovamzdeliai. Chromosomos sutampa ant metafazės plokštelės, esančios ląstelės centre. Žmonės turi 23 poras chromosomų, po vieną porą iš kiekvieno iš tėvų.
Anafazė ir telofazė
Metafazės pabaigoje kiekviena chromatidė yra pritvirtinta prie mikrovamzdelio, įtvirtinto centrosomos. Kitas etapas, anafazė, prasideda centromerams ištirpus, sesers chromatidės paverčiamos dukterinėmis chromosomomis. Žmogaus ląstelė šiame etape laikinai turi 92 chromosomas, o ne normalią 46. Centrosomos traukia mikrovamzdelius su chromosomomis į abi ląstelės puses, kad abi pusės turėtų visą genetinės medžiagos rinkinį. Telofazėje vėl atsiranda branduolio membranos, apgaubiančios kiekvieną chromosomų rinkinį. Tada chromosomos pradeda atsipalaiduoti nuo savo sandariai suvyniotos būsenos.
Citokinezė
Pasibaigus mitozei, ląstelė pradeda dalytis savo centru. Susitraukiantis žiedas senosios metafazės plokštelės vietoje užspaudžia ląstelę, sukurdamas vagą, kuri gilėja, ląstelei sintetinant naują išorinės membranos medžiagą. Branduolius skiria naujos ląstelių membranos. Galiausiai ląstelė dalijasi į dvi dukterines ląsteles, kurių kiekvienoje yra visas chromosomų papildas. Tada dvi ląstelės patenka į tarpsisteminę fazę ir ląstelių ciklas kartojasi.