تقسیم سلولی و فازهای پنجگانه میتوز به طور دقیقی حرکات صدها پروتئین را تنظیم می‌کنند. نخستین بیولوژیست‌ها چگونه پرده از این رقص پیچیده کروموزم‌ها برداشتند؟
احتمالا جذاب‌ترین خصوصیت میتوز در دقت آن است؛ خصوصیتی که زیست‌شناسان را از زمانی که والتر فلمینگ کروموزم‌ها را در اوایل قرن ۱۹ام توصیف کرد، متحیر کرده است. فلمنیگ توانست توالی وقایع میتوز را به درستی استنتاج کند. با این حال، اثبات آزمایشگاهی این موضوع دهه‌ها طول کشید و پس از پیشرفت میکروسکوپ‌های نوری و فراهم آمدن امکان مشاهده حرکت کروموزم‌ها در سلول‌های زنده ممکن شد. محققان هم‌اکنون می‌دانند که میتوز فرایندی بسیار تنظیم‌شده است و صدها پروتئین سلولی مختلف را درگیر می‌کند. زمانی می‌توان به ماهیت دینامیک میتوز پی برد که آن را در سلول‌های زنده مشاهده کنیم.
میتوز بخشی از چرخه سلولی را به خود اختصاص می‌دهد
فلمینگ طی مطالعات خود متوجه شد که محتوای هسته‌ای که آن را به علت توانایی‌اش در جذب رنگ‌ها کروماتین می‌نامید، ظاهر یکسانی در تمام سلول‌ها نداشت (واژه کروماتین امروزه نیز به کار می‌رود اما به کمپلکسی از DNA هسته‌ای و پروتئین اطلاق می‌گردد). خصوصا در برخی از سلول‌ها کروماتین به صورت شبکه‌ای بی‌شکل بود، درحالیکه در برخی دیگر از اجسامی طناب‌مانند تشکیل شده بود که میتوزن نام نهاده شدند. فلمینگ بر اساس مشاهداتش حدس زد که احتمالا کروماتین در داخل سلول‌ها، می‌تواند تحت تاثیر تغییرات ساختاری قابل برگشتی قرار بگیرد. امروزه دانشمندان می‌دانند که فلمینگ به طور موفقیت‌آمیزی توانسته بود کروموزم‌های اینترفازی چرخه سلولی را از کروموزم‌ها میتوزی به خوبی متمایز کند. میتوز فازی از چرخه سلولی است که سلول طی آن تقسیم می‌شود و به جز چند استثنای اندک، درصد بسیار کوچکتری از چرخه سلولی را اشغال می‌کند.
تفاوت‌های موجود در فشردگی DNA که میان میتوز و اینترفاز وجود دارد، بسیار ناگهانی است. تخمین دقیق این تفاوت ممکن نیست، اما طی اینترفاز کروماتین‌ها ممکن است صدها تا هزاران بار فشردگی کمتری نسبت به میتوز داشته باشد. به همین علت است که کمپلکس‌های آنزیمی کپی‌کننده DNA هنگام اینترفاز بیشترین دسترسی را به DNA کروموزمی داشته و بیشترین رونوشت‌برداری نیز در همین زمان اتفاق می‌افتد. به‌علاوه، DNA کروموزمی در زیرمرحله‌ای به نام S یا Synthesis مضاعف می‌گردد. با تولید دو رشته DNA دختری پس از فاز S از DNA کروموزمی، این رشته‌های دختری هیستون‌ها و سایر پروتئین‌ها را از ساختارهایی موسوم به کروماتیدهای خواهری فرا می‌خوانند. کروماتیدهای خواهری نیز در عوض توسط کمپلکس پروتئینی به نام cohesin به یکدیگر می‌چسبند. Cohesin عضوی از خانواده‌ای از پروتئین‌ها به نام SMC (Structural maintenance of chromosomes) است. پروتئین‌های SMC، پروتئین‌هایی هستند که به DNA متصل شده و ساختار کروموزم را تحت تاثیر قرار می‌دهند. سلول‌هایی که فاقد پروتئین‌های SMC هستند دارای مجموعه‌ای از نقص‌ها در پایداری کروموزم‌ها و رفتار آن‌ها دارند. داده‌ها حاکی از آن هستند که کمپلکس‌های cohesin حلقه‌هایی را تشکیل می‌دهند که هر دو کروماتید خواهری را در برمی‌گیرند. در انتهای فاز S سلول‌ها قادر هستند که تکثیر موفقیت آمیز DNA خود را احساس کنند و به این منظور از مجموعه‌ای پیچیده از کنترل‌های چک‌پوینت استفاده می‌کنند. این مکانیسم‌ها به خوبی شناسایی نشده‌اند. در اکثر موارد، تنها سلول‌هایی که توانسته‌اند به طور موفقیت‌آمیزی DNA خود را مضاعف کنند، وارد میتوز خواهند شد.
