Nas células eucarióticas, o ciclo da célula—o ciclo de divisão—é dividido em processos celulares distintos e coordenados que incluem crescimento celular, replicação de DNA/duplicação de cromossomas, distribuição de cromossomas pelas células filhas e, por fim, divisão celular. O ciclo celular é fortemente regulado pelos seus sistemas de controlo, bem como por sinais extracelulares que afetam a proliferação celular.
Os processos do ciclo celular ocorrem ao longo de aproximadamente 24 horas (em células humanas típicas) e em duas grandes fases distintas. A primeira fase é a replicação de DNA, durante a fase S da interfase. A segunda fase é a fase mitótica (M), que envolve a separação dos cromossomas duplicados em dois novos núcleos (mitose) e divisão citoplasmática (citocinese). As duas fases estão separadas por intervalos (intervalos G1 e G2), durante os quais a célula se prepara para a replicação e divisão.
A mitose pode ser dividida em cinco fases distintas—profase, prometafase, metafase, anafase e telofase. A citocinese, que começa durante a anafase ou telofase (dependendo da célula), faz parte da fase M, mas não faz parte da mitose.
À medida que a célula entra em mitose, os seus cromossomas replicados começam a condensar e tornam-se visíveis como estruturas filiformes com o auxílio de proteínas conhecidas como condensinas. O aparelho do fuso mitótico começa a formar-se entre os centrossomas—que foram duplicados durante a fase S—e migra para pólos opostos da célula. O fuso é composto por estruturas filamentosas chamadas microtúbulos que são compostos por monómeros da proteína tubulina. Microtúbulos do fuso começam a estender-se em direção aos cromossomas condensados. O nucléolo, um componente do núcleo que produz ribossomas, desaparece, indicando a iminente quebra do núcleo.
Durante a prometafase, os filamentos de microtúbulos do aparelho do fuso continuam a crescer, e os cromossomas terminam a condensação. O envelope nuclear quebra completamente, libertando os cromossomas. Alguns dos microtúbulos ligam-se aos cromossomas libertados, ligando-se a uma estrutura proteica chamada cinetocoro que está presente no centrómero de cada par de cromatídeos irmãos. Microtúbulos do fuso de pólos opostos prendem-se aos cinetocoros e capturam os pares de cromatídeos irmão condensados. Microtúbulos do fuso que não se prendem a cromossomas—microtúbulos polares e astrais—ajudam a separar os fusos e a ancorar os pólos do fuso à membrana celular.
Os microtúbulos do fuso alinham cada par de cromatídeos irmãos totalmente condensados ao longo do equador da célula—na placa da metafase. A célula está pronta para se dividir.
Os microtúbulos do fuso de pólos opostos, que estão ligados à estrutura do cinetocoro, encurtam e separam os cromatídeos irmãos pelo centrómero. As proteínas de coesão que mantêm os cromatídeos juntos agora quebram. Os microtúbulos do cinetocoro ao encurtar fazem com que cada cromatídeo do par—agora chamados cromossomas—migre para um pólo oposto.
Assim que os cromossomas atingem pólos opostos da célula, eles descondensam e desenrolam para formar cromatina. Os filamentos de microtúbulos do fuso despolimerizam nos seus monómeros de tubulina, que são então usados como elementos do citoesqueleto em células filhas. Envelopes nucleares voltam a formar-se em volta de cada conjunto de cromossomas.
Durante a citocinese em células animais, filamentos de actina formam um anel contráctil na membrana plasmática para criar um sulco de decote, que eventualmente separa a célula em duas. Nas células vegetais, vesículas do aparelho de Golgi que transportam glicose, enzimas e proteínas estruturais unem-se para formar uma nova placa celular na localização da antiga placa metafásica. A placa celular em crescimento funde-se com as membranas plasmáticas de cada lado, eventualmente formando uma nova parede celular que divide a célula em duas.
A mitose está completa, gerando duas células filhas idênticas à célula mãe. Na maioria das células humanas, a mitose é responsável por cerca de uma hora do ciclo celular de aproximadamente 24 horas.
