În perioada S are loc replicarea ADN-ului prin mecanism semiconservativ, cantitatea de ADN crescând la 4n în celulele somatice și la 2n în celulele gametice. Cromozomii sunt de asemenea replicați datorită replicării ADN-ului pentru ca, apoi, în timpul fazei M (mitoza) să fie duplicați și segregați în cele două celule fiice, iar fiecare celulă fiică va conține aceeași cantitate de informație genetică (același număr de cromozomi și aceeași cantitate de ADN) ca și celula mamă.
Sinteza de ARN continuă paralel. Durata acestei perioade este de 5 – 8 ore (35 – 40 % din interfază).
În perioada G2 continuă sinteza de ARN și proteine și se acumulează în celulă cantități mari de tubulină, actină și miozină, structuri proteice esențiale pentru diviziunea celulară. Durata este de 3 – 5 ore (25 – 35 % din interfază). După terminarea interfazei începe mitoza, care asigură continuitatea vieții prin creșterea, multiplicarea, diferenșierea și regenerarea țesuturilor organismului. Mitoza ocupă 10% din ciclul celular și poate dura între câteva minute și câteva ore, în funcție de tipul celulelor care se divid.
Profaza
Cromozomii se răsucesc puternic spiralizându-se și se condensează devenind vizibili. Aceștia sunt alcătuiți fiecare din două cromatide (sunt dicromatidici) răsucite una în jurul celeilalte, ambele fiind cuplate la nivelul centromerului. Nucleolul și membrana nucleară se degradează și dispar la sfârșitul profazei și apar centrii mitotici. Succesiunea temporală a proceselor care se petrec în această etapă este:
- Migrarea centriolilor dublați încă din interfază spre polii celulei
- Evidențierea optică a cromozomilor datorită condensării cromatinei
- Degradarea nucleolilor și a membranei nucleare și formarea fusului de diviziune cu amestecul carioplasmei (substanța fundamentală a nucleului alcătuită din proteine, enzime și acid ribonucleic) și hialoplasmei (zona periferică a citoplasmei celulare)
Profaza ocupă 30 de minute (50 % din mitoză). Fusul de diviziune este alcătuit din filamente care leagă centriolii situați la polii celulei mitotice.
Metafaza
Cromozomii bine constituiți și delimitați se așează în regiunea ecuatorială (centrală) a nucleului, formând placa metafazică sau placa ecuatorială. Datorită bunei delimitări a cromozomilor, această etapă este cea mai potrivită pentru analiza cariotipujlui uman. Cromozomii se atașează de fibrele fusului de diviziune cu ajutorul centromerului, prin kinetocor (component al ultrastructurii centromerului), cele două cromatide ale fiecărui cromozom fiind așezate una lângă alta și unite prin centromer. Astfel cromozomii sunt dispuși în formă de stea (cu centromerul spre centru). La sfârșitul metafazei are loc diviziunea centromerilor, cromozomii devenind monocromatidici. Metafaza are durata de opt minute, constituind 13 % din mitoză.
Anafaza
Are loc clivarea cromozomilor pe axul longitudinal și rezultă doi cromozomi fii monocromatidici care sunt atașați printr-un centromer propriu pe placa ecuatorială. Cromozomii monocromatidici încep să migreze spre polii celulei, prin glisarea pe axul longitudinal al fibrelor de tubuluină ale fusului de diviziune. Prin urmare, la polii celulari se formează două seturi de cromozomi, câte un set la fiecare pol, fiecare cromozom monocromatidic de la un pol fiind o copie identică a celului de la polul opus, cele două copii având aceeși informație genetică și constituție ca și cromozomul mamă care a fost clivat. La polii celulari are loc segregarea celor două copii identice ale fiecărui cromozom. Anafaza durează patru minute (7 % din mitoză). Se consideră că deplasarea cromozomilor către polii celulari se face ca urmare a contracțiilor proteinelor contractile (actina și miozina) din alcătuirea microtubulilor fusului d ediviziune.
