Les cellules des organismes eucaryotes, tels que les humains, conservent leur information génétique dans les chromosomes composés d'acide désoxyribonucléique, ou ADN, résidant dans un noyau cellulaire. Les cellules subissent des périodes alternées de croissance et de division. Pendant la phase de croissance, ou interphase, la cellule réplique son ADN. L'événement suivant dans le cycle cellulaire est la mitose, ou division nucléaire, suivie de la cytocinèse, ou division cellulaire. Les cellules procaryotes telles que les bactéries suivent un processus plus simple de fission cellulaire. L'ADN et certaines protéines connues sous le nom d'histones forment les structures chromosomiques. L'ADN est double brin et forme un paquet étroitement enroulé avec l'aide des histones. Pendant l'interphase, les chromosomes se relâchent, donnant accès aux enzymes de réplication pour créer une nouvelle copie de chaque chromosome. Les copies jumelles, ou chromatides, sont jointes par une structure protéique globulaire appelée centromère, formant la forme en X familière des chromosomes. La condensation des chromosomes double-chromatidés marque la fin de l'interphase et le début de la mitose.
Prophase et métaphase
La première étape de la mitose est la prophase, dans laquelle la membrane nucléaire se désintègre. Pendant la prophase, la cellule crée des microtubules attachés à deux organelles appelés centrosomes, qui migrent de chaque côté de la cellule. Au fur et à mesure que la prophase progresse en métaphase, les microtubules s'approchent des chromosomes. Un kinétochore constitué de protéines issues de chaque chromatide formant une structure à laquelle les microtubules peuvent se fixer. Les chromosomes s'alignent sur la plaque métaphasique au centre de la cellule. Les humains ont 23 paires de chromosomes, un membre de chaque parent.
Anaphase et télophase
À la fin de la métaphase, chaque chromatide est attachée à un microtubule ancré par un centrosome. L'étape suivante, l'anaphase, commence lorsque les centromères se dissolvent, convertissant les chromatides sœurs en chromosomes filles. La cellule humaine a temporairement 92 chromosomes à ce stade plutôt que la normale 46. Les centrosomes tirent les microtubules avec les chromosomes en remorque de chaque côté de la cellule, de sorte que les deux parties ont un ensemble complet de matériel génétique. En télophase, les membranes nucléaires réapparaissent, entourant chaque ensemble de chromosomes. Les chromosomes commencent alors à se détendre de leur état étroitement enroulé.
Cytokinésie
Quand la mitose se termine, la cellule commence à se diviser en son centre. Un anneau contractile sur le site de l'ancienne plaque métaphase pince la cellule, créant un sillon qui s'approfondit lorsque la cellule synthétise le nouveau matériau de la membrane externe. Les noyaux sont séparés par les nouvelles membranes cellulaires. Finalement, la cellule se divise en deux cellules filles, chacune contenant le complément complet de chromosomes. Les deux cellules entrent alors en interphase et le cycle cellulaire se répète.
