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nAu cours de la division cellulaire, l’enveloppe nucléaire disparaît au cours de la prophase et se reforme en fin de télophase. L’absence d’enveloppe permet le déplacement et la séparation des chromosomes en deux lots repartis aux deux pôles de la cellule.

Le matériel génétique passe de l’état de chromatine à l’état de chromosome. En début de mitose, les chromosomes sont formés de deux chromatides unies au niveau des centromères. Lors de l’anaphase, les deux chromatides de chaque chromosome se séparent et forment les deux lots de chromosomes désormais à une chromatide chacun.

Nous avons vu, au cours de l’étude de la cellule que celle-ci possède un squelette cytoplasmique formé essentiellement de microtubules dispersés dans la cellule. Au cours de la mitose, ces tubules s’organisent de manière particulière : les deux centrioles (structures à partir desquelles s’organisent les microtubules) se disposent près du noyau puis l’un deux migre du côté opposé. Chaque centriole forme alors un réseau de microtubules qui se dispose en fuseau au niveau du noyau : c’est le fuseau de division. Les microtubules de ce fuseau permettent le déplacement orienté des chromosomes au cours de la mitose. La colchicine, une drogue cellulaire, empêche la formation du fuseau et entraine une répartition anarchique des chromosomes entre les deux cellules filles.

Alors l'étape de séparation de chaque chromosome de la cellule mère se répartit de façon égale dans chacune des deux cellules filles. Ainsi, chaque « noyau fils » reçoit une copie complète du génome de l'organisme « mère ». L’ADN est répliqué grâce à l'ADN polymérase lorsqu’il se trouve sous forme de chromatine (équivalent à un chromosome déroulé), lors de l’interphase du cycle cellulaire.