Metafaza je ena od stopenj mitoze in mejoze, ki sta dve vrsti celične delitve. Med mitozo nastanejo celice, ki so genetsko identične staršu ali klonom. Uporablja se za nespolno razmnoževanje, rast večceličnih organizmov ter za popravilo in zamenjavo poškodovanih tkiv. Mejoza je delitev celic, ki se uporablja za proizvodnjo celic za spolno razmnoževanje. Mitoza se dogaja v vseh celicah, medtem ko se mejoza pojavlja le v spolnih organih organizma, npr. v modih in jajčnikih sesalcev ali v jajčnikih in prašnikih cvetočih rastlin.
Tako mitoza kot mejoza sta neprekinjena procesa, vendar sta vsaka opisana kot vrsta stopenj. Med mitozo obstajajo štiri stopnje – profaza, metafaza, anafaza in telofaza, ki se pojavljajo v tem vrstnem redu. Mejoza ima dve delitvi, mejozo I in mejozo II, ki je sestavljena iz istih štirih stopenj kot mitoza. Za oba procesa obstaja še ena stopnja, imenovana interfaza. Interfaza se pojavi pred stopnjami delitve in takrat, ko celice rastejo in se pripravljajo na delitev z repliciranjem svoje DNK.
Vse celice imajo celični cikel, ki se začne, ko so proizvedene z delitvijo celic, in konča, ko se delijo, da nastanejo identične celice. Mitoza je obdobje celične delitve, preostali del celičnega cikla pa je medfaza. Interfaza se običajno imenuje faza mirovanja, vendar je čas velike celične aktivnosti. V tej fazi celica raste in proizvaja organele in beljakovine. DNK v jedru se replicira pri pripravi na mitozo in še naprej raste in proizvaja podvojene organele.
Med profazo se kromosomi v jedru skrajšajo in debelejši, zgostijo in postanejo vidni. Zdi se, da ima vsak kromosom dve kromatidi, ki sta povezani s centromero. Centriole se oblikujejo in premikajo na nasprotne konce celic, kjer se razvijejo mikrotubule, da tvorijo zvezdasto strukturo, imenovano astra. Nekatere mikrotubule ali vretenasta vlakna prečkajo celico od konca do konca in tvorijo vreteno. Nazadnje se nukleol in jedrska membrana razgradita, tako da kromosomi prosto plavajo v citoplazmi.
Naslednja faza delitve po profazi je metafaza. V tej fazi se kromosomi poravnajo vzdolž sredine celice. Vsak od kromosomov je pritrjen na vretenasto vlakno na svoji centromeri. Kromatide se nato zaradi krčenja mikrotubulov rahlo razmaknejo. Iz metafaze sledita anafaza in nato telofaza.
Med anafazo se vlakna vretena popolnoma skrčijo, tako da se ločene kromatide vsakega kromosoma potegnejo na obe strani celice. Ko kromatide dosežejo polove celice, se okoli njih oblikuje nova jedrska membrana, kar kaže na začetek telofaze. Vlakna vretena se zlomijo, kromosomi se odvijejo in podaljšajo, jedro se reformira in končno se celica razdeli na dva dela, ki konča mitotično delitev.
Mejoza je podobna mitozi, vendar potekata dve delitvi. Vključuje delitev kromosomov, ki ji sledita dve delitvi jedra in celice. Mejoza I se razlikuje od mitoze med profazo, vendar je mejoza II tipična mitotična delitev, kot je opisano zgoraj. Končni rezultat mejoze so štiri nove celice, ki imajo polovico genetskih informacij kot matična celica.
Ključna razlika v mejozi I se pojavi med profazo I, ko se kromosomski pari združijo in tvorijo bivalent namesto da bi vsak kromosom tvoril kromatido. Med metafazo I se bivalenti naključno razporedijo vzdolž sredine celice, ki jo je treba ločiti. Ta naključna usmerjenost vodi do povečane genetske raznolikosti. Vsak kromosom v paru ima gene, ki določajo enake značilnosti, vendar niso vedno isti gen. Naključna porazdelitev in sledenje neodvisnemu naboru kromosomov ustvarjata nove genetske kombinacije v celicah.
Kromosomi se med anafazo I potegnejo na nasprotne konce celice in v telofazi I se okoli njih oblikuje jedrska membrana. Nastali dve celici imata zdaj polovico manj genskega materiala kot matična celica. Mejoza II sledi istemu procesu kot mitoza, kjer kromosomi tvorijo par kromatid, ki jih povezuje centromera. Postavijo se vzdolž središča celice in jih centromere potegnejo na nasprotna konca celice. Ko dosežejo pole, se delitev celic zaključi, kar povzroči štiri nove celice, od katerih ima vsaka polovico genskega materiala prvotne celice.