En la interfase, antes de la profase, en la célula ya se han duplicado los centriolos y el material genético. En la fase G₂ también se ha reorganizado el citoesqueleto.

En la profase se producen los siguientes procesos:

• La cromatina se condensa, de forma que los cromosomas se van haciendo visibles. Como el ADN ya se replicó en la fase S, los cromosomas están formados por dos cromátidas hermanas idénticas unidas por el centrómero. En los centrómeros se forman los cinetocoros, de donde se originan los microtúbulos cinetocóricos y actúan como centros organizadores de microtúbulos.
• Movimiento de los cromosomas hacia la membrana nuclear, dejando libre el centro del núcleo.
• Desaparición progresiva del nucléolo.
• Formación del huso mitótico. Cerca de cada par de centriolos se forman unos microtúbulos que se disponen radialmente formando las fibras del áster. Los centriolos se van separando hacia los polos opuestos, creciendo unas fibras continuas que dan lugar al huso mitótico. Los cromosomas quedan orientados con los cinetocoros hacia cada polo. Al alargarse los microtúbulos, los cromosomas se van acercando al ecuador celular.
• Desaparición la membrana nuclear (mitosis abierta), excepto en las mitosis cerradas (en estos casos el huso puede ser intranuclear o extranuclear).

En la profase, los cromosomas están formados por dos cromátidas hermanas iguales, ya que proceden de la replicación, en la fase S de la interfase de una molécula de ADN. Sólo podrían ser distintas si se hubiera producido algún error en la replicación del ADN.

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