Metafaza este una dintre etapele mitozei și meiozei, care sunt cele două tipuri de diviziune celulară. În timpul mitozei, sunt produse celule care sunt genetic identice cu părintele sau cu clonele. Este utilizat pentru reproducerea asexuată, creșterea organismelor multicelulare și pentru repararea și înlocuirea țesuturilor deteriorate. Meioza este diviziunea celulară care este folosită pentru a produce celule pentru reproducerea sexuală. Mitoza are loc în toate celulele, în timp ce meioza are loc numai în organele sexuale ale unui organism, de exemplu, testiculele și ovarele mamiferelor sau ovarele și anterele plantelor cu flori.
Atât mitoza, cât și meioza sunt procese continue, dar fiecare sunt descrise ca o serie de etape. În timpul mitozei, există patru etape – profază, metafaza, anafaza și telofaza, care apar în această ordine. Meioza are două diviziuni, meioza I și meioza II, fiecare alcătuită din aceleași patru stadii ca și mitoza. Există o etapă suplimentară pentru ambele procese numită interfază. Interfaza are loc înainte de etapele de divizare și este atunci când celulele cresc și se pregătesc să se divizeze prin replicarea ADN-ului lor.
Toate celulele au un ciclu celular care începe când au fost produse prin diviziune celulară și se termină când se divid pentru a produce celule identice. Mitoza este perioada diviziunii celulare, iar restul ciclului celular este interfaza. Interfaza este denumită în mod obișnuit faza de repaus, dar este o perioadă de multă activitate celulară. În această fază, celula crește și produce organele și proteine. ADN-ul din nucleu este replicat în pregătirea pentru mitoză și continuă să crească și să producă organele duplicate.
În timpul profazei, cromozomii din nucleu devin mai scurti și mai groși, se condensează și devin vizibili. Fiecare cromozom pare să aibă două cromatide care sunt unite între ele printr-un centromer. Centriolii se formează și se deplasează la capetele opuse ale celulelor, unde microtubulii se dezvoltă pentru a forma o structură în formă de stea numită aster. Unii dintre microtubuli, sau fibrele fusului, traversează celula de la un capăt la altul pentru a forma fusul. În cele din urmă, nucleolul și membrana nucleară se descompun, astfel încât cromozomii plutesc liber în citoplasmă.
Următoarea etapă a diviziunii după profază este metafază. În această etapă, cromozomii se aliniază de-a lungul mijlocului celulei. Fiecare dintre cromozomi este atașat de o fibră fusului la centromerul lor. Cromatidele sunt apoi despărțite ușor din cauza contracției microtubulilor. Anafaza și apoi telofaza urmează metafază.
În timpul anafazei, fibrele fusului sunt complet contractate, astfel încât cromatidele separate ale fiecărui cromozom sunt atrase de fiecare parte a celulei. Odată ce cromatidele ajung la polii celulei, în jurul lor se formează o nouă membrană nucleară, indicând începutul telofazei. Fibrele fusului se descompun, cromozomii se desfășoară și se alungesc, nucleolul se reformează și, în cele din urmă, celula se împarte în două terminând diviziunea mitotică.
Meioza este asemănătoare mitozei, dar au loc două diviziuni. Implica diviziunea cromozomilor urmata de doua diviziuni ale nucleului si celulei. Meioza I diferă de mitoză în timpul profaza, dar meioza II este o diviziune mitotică tipică, așa cum este descris mai sus. Rezultatul final al meiozei sunt patru celule noi care au jumătate din informația genetică a celulei părinte.
Diferența cheie în meioza I apare în timpul profazei I, când perechile de cromozomi se reunesc pentru a forma un bivalent, în loc ca fiecare cromozom să formeze o cromatidă. În timpul metafazei I, bivalenții se aliniază aleatoriu de-a lungul mijlocului celulei care urmează să fie separate. Această orientare aleatorie duce la o varietate genetică crescută. Fiecare cromozom al perechii are gene care determină aceleași caracteristici, dar nu sunt întotdeauna aceeași genă. Distribuția aleatorie și următorul sortiment independent al cromozomilor creează noi combinații genetice în celule.
Cromozomii sunt atrași la capetele opuse ale celulei în timpul anafazei I, iar în jurul lor se formează o membrană nucleară în telofaza I. Cele două celule rezultate au acum jumătate din material genetic mai mult decât celula părinte. Meioza II urmează același proces ca și mitoza, în care cromozomii formează o pereche de cromatide unite printr-un centromer. Ele se aliniază de-a lungul centrului celulei și sunt trase de centromerii lor către capetele opuse ale celulei. Odată ce ajung la poli, diviziunea celulară se completează, rezultând patru celule noi, fiecare cu jumătate din materialul genetic al celulei originale.