În nucleul fiecărei celule, ADN-ul pentru acel organism se găsește sub formă de cromozomi. În funcție de tipul de organism, numărul de cromozomi diferiți va diferi, dar structura cromozomilor nu va diferi. Fiecare cromozom este alcătuit din două catene identice de ADN numite cromatide.
De cele mai multe ori, cromozomii apar ca fire foarte lungi și subțiri de ADN numite cromatină. Atunci când o celulă nu se împarte, își replica ADN-ul, astfel încât fiecare cromozom este alcătuit din două cromatide surori care se află una lângă cealaltă. În timp ce par să fie paralele între ele, există o secțiune în care fiecare cromatidă este unită cu cealaltă, numită centromer.
Cromatidele joacă un rol important în timpul diviziunii celulare, atât mitozei, cât și meiozei. Mitoza este duplicarea ADN-ului și a nucleului pentru a produce doi nuclei, rezultând două celule fiice identice genetic, care sunt produse dintr-o singură celulă părinte. Mitoza este utilizată pentru creșterea și repararea și înlocuirea celulelor. Meioza apare doar în celulele reproductive pentru a produce celule sexuale sau gameți care au jumătate din cantitatea de ADN decât celula părinte.
În faza inițială a mitozei, cromozomii se condensează sau devin mai scurte și mai groase. În acest moment, fiecare pereche de cromatide poate fi văzută când nucleul este colorat. Cromozomii se aliniază de-a lungul „ecuatorului” celulei, iar cromatidele sunt despărțite. Fiecare cromatidă este trasă la capete opuse, sau poli, ale celulei, astfel încât o nouă membrană nucleară se poate forma în jurul lor și apoi celula se poate diviza.
Odată ce celula a terminat de divizat, mitoza este completă. În acest moment, cromatidele sunt acum cromozomii noului nucleu pe care îl locuiesc. Înainte ca diviziunea celulară să apară din nou, acestea se reproduc pentru a se asigura că există două copii identice ale fiecărui cromozom.
În timpul meiozei, are loc un proces similar. Principala diferență dintre cele două este că meioza este alcătuită din două diviziuni mitotice. În timpul primei diviziuni, perechile de cromozomi se aliniază de-a lungul ecuatorului și se separă. Celulele rezultate au acum doar jumătate din mai mult ADN în ele, deoarece au doar o singură copie a fiecărui cromozom. Toți cromozomii sunt încă complet intacți și sunt formați din două cromatide surori.
A doua diviziune a meiozei este identică cu mitoza. Cromozomii se aliniază de-a lungul ecuatorului, iar cromatidele sunt despărțite pentru a separa polii celulei. Se formează un nou nucleu și celula se divide. Celulele rezultate nu sunt identice din punct de vedere genetic, deoarece au doar jumătate din mai mult ADN decât celula părinte inițială.
Diversitatea genetică poate fi crescută în continuare de către cromatide în timpul meiozei. În faza de profază a meiozei I, sau prima diviziune, o cromatidă dintr-un cromozom se poate încrucișa cu o cromatidă dintr-un alt cromozom. Când perechile de cromozomi identici, câte unul de la fiecare părinte, sunt aliniate de-a lungul ecuatorului celulei, cromatidele se pot răsuci unele în jurul celeilalte. Fragmente din fiecare cromatidă se pot schimba cu celălalt cromozom, schimbând astfel genele găsite pe cromozomul inițial. Prin modificarea informațiilor genetice de pe cromozomi se formează celule fiice neidentice, care pot crește diversitatea genetică.