La mitose est classiquement divisée en quatre périodes, appelées respectivement prophase, métaphase, anaphase et télophase. Elles sont suivies d'une division en deux cellules filles, appelées cytodiérèse.
Prophase
Dans le noyau, vous pouvez progressivement voir la délinéation de filaments colorables, toujours allongés et enroulés en boule. La spiralisation progressive des brins d'ADN liés aux protéines nucléaires rend ainsi les chromosomes progressivement identifiables. Pendant ce temps, le nucléole disparaît, tandis que le centriole double. Les deux centrioles migrent vers les pôles opposés du noyau, tandis que la dissolution de la membrane nucléaire commence. Au moment du passage de la prophase à la métaphase (puisque certains s'identifient séparément comme prométaphase) les chromosomes sont raccourcis et bien visibles, non plus isolés dans la membrane nucléaire ; les centrioles sont aux pôles opposés, avec un fuseau de microtubules les reliant aux modes méridiens : le nucléole s'est dissous. Le fuseau qui relie les centrioles, appelé fuseau achromatique car il ne peut pas être coloré (contrairement aux chromosomes), comprend à la fois des fibres continues (fibres du fuseau) et des fibres qui, à leur milieu, se connectent aux centromères des chromosomes (fibres chromosomiques).
Métaphase
Dans la métaphase, le fuseau est clairement distingué, avec tous les chromosomes disposés sur le plan équatorial, appelé plaque équatoriale. A ce moment, les chromosomes sont à leur raccourcissement maximum. C'est le moment où la cellule est fixée pour compter et identifier les chromosomes. Chaque chromosome apparaît clairement composé de deux filaments identiques (chromatides), maintenus ensemble en un point appelé centromère ( les deux chromatides sont le résultat d'une réduplication.) Le centromère est le seul point de contact, comme une sorte d'adhérence entre deux plaquettes. Tous les centromères sont attachés au point central des fibres chromosomiques du fuseau achromatique (c'est pourquoi les chromosomes sont en position équatoriale).
Anaphase
A la fin de la métaphase, on constate que chaque centromère double, chaque moitié migrant le long du fuseau en direction de son pôle respectif. A ce stade, les chromatides, entraînées par leurs centromères respectifs, se séparent nettement en deux groupes : chaque chromatide ainsi séparée a pour ainsi dire atteint sa majorité : c'est désormais un chromosome destiné à la cellule fille respective.
Télophase
Les chromosomes séparés en deux amas identiques reviennent se déspiraliser, reconstituant le noyau de deux nouvelles cellules ; la fonte achromatique se dissout.
Cytodiérèse
Le cytoplasme se divise également par étranglement progressif, attribuant aux deux cellules filles les proportions respectives de volume et d'organites cellulaires. En particulier, chaque cellule fille doit recevoir au moins une mitochondrie, comme elle a reçu un centriole (ce sont, comme mentionné, des structures avec leur propre continuité génétique).
Il est à noter que dans le règne végétal, bien que les caractéristiques générales de la mitose soient respectées, il existe quelques différences. Tout d'abord, les centrioles manquent : aux pôles du fuseau se trouvent des espaces optiquement vides, appelés centrosomes, d'où rayonnent les microtubules. De plus, lors de la cytodiérèse, où l'attribution d'un plaste (du fait de sa continuité génétique) doit également être assurée à chaque cellule fille, la séparation des cellules filles se fait non pas par strangulation, mais par la formation d'un septum, d'abord seulement de plasmalemme, puis avec interposition ultérieure de la paroi cellulaire.
Le fondement génétique est représenté par « l'alternance entre un doublement du matériel génétique (réduplication de l'ADN, c'est-à-dire doublement de chaque chromosome en deux chromatides égales, jointes par les centromères), et un halving (séparation des centromères, migration des deux chromatides dans le sens opposé pour constituer les deux nouveaux noyaux égaux).
Puisque, comme nous le verrons, les chromosomes sont présents par paires d'homologues (provenant respectivement des gamètes), nous voyons qu'immédiatement après la division le nombre de brins chromosomiques est d'une paire pour chaque type de chromosome. Appelant n le nombre de différents types de chromosomes caractéristiques d'une seule espèce, l'ensemble chromosomique normal après la mitose est de n paires de chromosomes homologues (2n chromosomes = cellule diploïde).
Après la phase S, cependant, chaque chromosome aura doublé. En effet, pour pouvoir donner à chaque cellule fille 2n chromosomes il faut avoir 4n chromatides. De cette façon, nous voyons que la réduplication et la mitose alternent entre 4n et 2n brins d'ADN.
