Wie wir in Zellzyklus besprochen haben, müssen Zellen, bevor sie in die M-Phase eintreten können, bestimmte zelluläre Anforderungen erfüllen. Zu diesen Anforderungen gehören die geeignete Zellgröße und die zelluläre Umgebung. Nach der DNA-Replikation in der S-Phase enthält die Zelle die doppelte Anzahl an Chromosomen als normal. Da Zellen, die eine Mitose durchlaufen, diploid sind, kann ihre Chromosomenzahl als 2N dargestellt werden, wobei N der Anzahl der einzelnen Chromosomen in der Zelle entspricht. Zellen, die kurz vor dem Eintritt in die M-Phase stehen, die S-Phase durchlaufen und ihre DNA repliziert haben, haben 4N Chromosomen. Der Eintritt in die M-Phase wird durch die Bildung des mitotischen Cyclin-Cdk-Komplexes ermöglicht, der als M-Phase-fördernder Faktor bekannt ist und als Zellzyklus-Regulationsmechanismus in der G2-Phase auftritt.
Die erste Phase der Mitose innerhalb der M-Phase wird Prophase genannt. Sie folgt auf G2, die letzte Phase der Interphase. Eine Zelle, die in die M-Phase eintritt, weist eine Reihe von physikalischen Zeichen auf. Dazu gehört die Kondensation, also die Verdickung der Chromosomen. Die Chromosomenkondensation ist unter dem Mikroskop sichtbar und wird für die spätere Chromosomentrennung in den späteren Phasen der Mitose benötigt. Ein weiteres physikalisches Merkmal von Zellen, die mit der Mitose beginnen, ist das Aussprossen von Mikrotubuli aus replizierten Zentrosomen. Mikrotubuli sind Proteinfilamente, auf denen die Chromosomen während der Mitose wandern.
Prophase
Wie wir besprochen haben, ist die Prophase durch sehr dicke und dichte Chromosomen gekennzeichnet. In dieser Phase sind die Chromosomen noch im Zellkern innerhalb der Kernhülle eingeschlossen. Die Chromosomen enthalten auch ein Zentromer, das in späteren Phasen für die Befestigung an Mikrotubuli für die Migration notwendig ist. Spät in der Prophase lagern sich die Kinetochoren an den Zentromeren an. An diesen Stellen heften sich später spezialisierte Mikrotubuli an, die Kinetochor-Mikrotubuli genannt werden. Verdoppelte Zentrosomen, die die organisierenden Zentren der Mikrotubuli sind, beginnen, sich in Richtung der gegenüberliegenden Pole der Zelle zu trennen. Das Netzwerk der Zytoskelettkomponenten beginnt sich aufzulösen und die mitotische Spindel bildet sich. Die mitotische Spindel ist eine Anordnung von Mikrotubuli, die für die Ausrichtung der verdoppelten Chromosomen in späteren Phasen verantwortlich ist.
Prometaphase
Das Hauptereignis, das den Eintritt einer Zelle in die Prometaphase markiert, ist der Abbau der Kernhülle in kleine Bläschen. Außerdem reifen die Kinetochoren auf den Zentromeren der Chromosomen vollständig aus. Der Zerfall der Kernhülle ermöglicht es den mitotischen Spindeln, Zugang zu den reifen Kinetochoren zu erhalten. Wenn die Mikrotubuli der mitotischen Spindel in die Kernregion eindringen, lagern sich einige an die Kinetochoren an und werden zu Kinetochor-Mikrotubuli. Die restlichen Mikrotubuli werden als Nicht-Kinetochor-Mikrotubuli bezeichnet. Die Schwesterchromatiden werden von Mikrotubuli eingefangen, die von den Zentrosomen an den gegenüberliegenden Enden der Zelle stammen. Sobald sie die Chromosomen eingefangen haben, beginnen die Kinetochor-Mikrotubuli, Kraft auf die Chromosomen auszuüben und sie zu bewegen.