Komórki organizmów eukariotycznych, takich jak ludzie, przechowują swoją informację genetyczną w chromosomach złożonych z kwasu dezoksyrybonukleinowego lub DNA, znajdujących się w jądrze komórkowym. Komórki przechodzą naprzemienne okresy wzrostu i podziału. Podczas fazy wzrostu lub interfazy komórka replikuje swoje DNA. Następnym wydarzeniem w cyklu komórkowym jest mitoza lub podział jądrowy, po którym następuje cytokineza, czyli podział komórkowy. Komórki prokariotyczne, takie jak bakterie, przechodzą prostszy proces rozszczepiania komórek.
Replikacja DNA
DNA i niektóre białka znane jako histony tworzą struktury chromosomalne. DNA jest dwuniciowe i tworzy ciasno zwinięty pakiet z pomocą histonów. Podczas interfazy chromosomy rozluźniają się, dając enzymom replikacyjnym dostęp do tworzenia nowej kopii każdego chromosomu. Bliźniacze kopie lub chromatydy są połączone kulistą strukturą białkową zwaną centromerem, tworzącą znajomy kształt X chromosomów. Kondensacja chromosomów podwójnej chromatydy oznacza koniec interfazy i początek mitozy.
Profaza i metafaza
Pierwszym etapem mitozy jest profaza, w której rozpada się błona jądrowa. Podczas profazy komórka tworzy mikrotubule przyczepione do dwóch organelli zwanych centrosomami, które migrują na obie strony komórki. Gdy profaza przechodzi w metafazę, mikrotubule zbliżają się do chromosomów. Kinetochor składający się z kiełków białka z każdej chromatydy, tworzących strukturę, do której mogą przyczepiać się mikrotubule. Chromosomy wyrównują się na płytce metafazowej w środku komórki. Ludzie mają 23 pary chromosomów, po jednej parze od każdego rodzica.
Anafaza i Telofaza
Pod koniec metafazy każda chromatyda jest przyłączona do mikrotubuli zakotwiczonej przez centrosomy. Kolejny etap, anafaza, rozpoczyna się, gdy centromery rozpuszczają się, przekształcając chromatydy siostrzane w chromosomy potomne. Na tym etapie komórka ludzka tymczasowo ma 92 chromosomy zamiast normalnych 46. Centrosomy ciągną mikrotubule razem z chromosomami na obie strony komórki, tak że obie strony mają kompletny zestaw materiału genetycznego. W telofazie ponownie pojawiają się błony jądrowe, zamykając każdy zestaw chromosomów. Następnie chromosomy zaczynają się rozluźniać ze swojego ciasno zwiniętego stanu.
Cytokineza
Gdy mitoza się kończy, komórka zaczyna się dzielić w swoim centrum. Pierścień kurczliwy w miejscu starej płytki metafazy ściska komórkę, tworząc bruzdę, która pogłębia się, gdy komórka syntetyzuje nowy materiał błony zewnętrznej. Jądra są oddzielone nowymi błonami komórkowymi. Ostatecznie komórka dzieli się na dwie komórki potomne, z których każda zawiera pełny zestaw chromosomów. Dwie komórki następnie wchodzą w interfazę i cykl komórkowy się powtarza.