Metafaasi on yksi mitoosin ja meioosin vaiheista, jotka ovat kahta solunjakautumistyyppiä. Mitoosin aikana tuotetaan soluja, jotka ovat geneettisesti identtisiä vanhemman tai kloonien kanssa. Sitä käytetään aseksuaaliseen lisääntymiseen, monisoluisten organismien kasvuun ja vaurioituneiden kudosten korjaamiseen ja korvaamiseen. Meioosi on solujakauma, jota käytetään solujen tuottamiseen seksuaalista lisääntymistä varten. Mitoosia esiintyy kaikissa soluissa, kun taas meioosia esiintyy vain organismin sukupuolielimissä, esim. Nisäkkäiden kiveksissä ja munasarjoissa tai kukkivien kasvien munasarjoissa.
Sekä mitoosi että meioosi ovat jatkuvia prosesseja, mutta kukin niistä kuvataan sarjaksi vaiheita. Mitoosin aikana on neljä vaihetta – profaasi, metafaasi, anafaasi ja telofaasi, jotka tapahtuvat tässä järjestyksessä. Meioosilla on kaksi jakoa, meioosi I ja meioosi II, jotka kumpikin koostuvat samoista neljästä vaiheesta kuin mitoosi. Molemmille prosesseille on yksi lisävaihe, jota kutsutaan välivaiheeksi. Välivaihe tapahtuu ennen jakautumisvaiheita ja se on silloin, kun solut kasvavat ja valmistautuvat jakautumaan toistamalla DNA: taan.
Kaikilla soluilla on solusykli, joka alkaa, kun ne on tuotettu solujakautumisen kautta, ja päättyy, kun ne jakautuvat tuottamaan identtisiä soluja. Mitoosi on solujen jakautumisen ajanjakso ja muu solusykli on vaiheiden välinen. Välivaihetta kutsutaan yleisesti lepovaiheeksi, mutta se on paljon solutoimintaa. Tässä vaiheessa solu kasvaa ja tuottaa organelleja ja proteiineja. Ytimen DNA replikoidaan valmistautuessaan mitoosiin ja se jatkaa kasvuaan ja tuottaa kaksoiskappaleita.
Profaasin aikana ytimen kromosomit lyhenevät ja paksunevat, tiivistyvät ja tulevat näkyviin. Jokaisessa kromosomissa näyttää olevan kaksi kromatidia, jotka on liitetty toisiinsa sentromeerillä. Centrioolit muodostavat ja siirtyvät solujen vastakkaisiin päihin, joissa mikrotubulukset kehittyvät muodostaen tähtimäisen rakenteen, jota kutsutaan asteriksi. Jotkut mikrotubuluksista tai karakuiduista ylittävät solun päästä päähän muodostaen karan. Lopuksi ydin ja ydinkalvo hajoavat, joten kromosomit leijuvat vapaasti sytoplasmassa.
Seuraava jakautumisvaihe profaasin jälkeen on metafaasi. Tässä vaiheessa kromosomit asettuvat solun keskelle. Jokainen kromosomi on kiinnitetty karakuituun sen keskipisteessä. Kromatidit vedetään sitten hieman erilleen mikrotubulusten supistumisen vuoksi. Anafaasi ja sitten telofaasi seuraavat metafaasia.
Anafaasin aikana karan kuidut supistuvat kokonaan, joten kunkin kromosomin erilliset kromatidit vedetään solun kummallekin puolelle. Kun kromatidit saavuttavat solun navat, niiden ympärille muodostuu uusi ydinkalvo, joka osoittaa telofaasin alkamisen. Karan kuidut hajoavat, kromosomit kelautuvat ja pidentyvät, ydin uudistuu ja lopulta solu jakautuu kahtia, mikä lopettaa mitoottisen jakautumisen.
Meioosi on samanlainen kuin mitoosi, mutta tapahtuu kaksi jakautumista. Se sisältää kromosomien jakautumisen, jota seuraa kaksi ytimen ja solun jakoa. Meioosi I eroaa mitoosista profaasin aikana, mutta meioosi II on tyypillinen mitoottinen jakautuminen, kuten edellä on kuvattu. Meioosin lopputulos on neljä uutta solua, joilla on puolet emosolun geneettisestä tiedosta.
Keskeinen ero meioosissa I tapahtuu profaasin I aikana, kun kromosomiparit kokoontuvat muodostamaan kaksiarvoisen sen sijaan, että jokainen kromosomi muodostaisi kromatidin. Metafaasin I aikana bivalentit rivittyvät satunnaisesti erotettavan solun keskelle. Tämä satunnainen suuntaus lisää geneettistä monimuotoisuutta. Jokaisessa parin kromosomissa on geenejä, jotka määrittävät samat ominaisuudet, mutta ne eivät aina ole sama geeni. Kromosomien satunnainen jakautuminen ja riippumaton valikoima luo uusia geneettisiä yhdistelmiä soluihin.
Kromosomit vedetään solun vastakkaisiin päihin anafaasin I aikana, ja niiden ympärille muodostuu ydinkalvo telofaasissa I. Tuloksena olevilla kahdella solulla on nyt puolet enemmän geneettistä materiaalia kuin emosolulla. Meioosi II seuraa samaa prosessia kuin mitoosi, jossa kromosomit muodostavat parin kromatideja, joihin liittyy sentromeeri. Ne ovat rivissä solun keskikohtaa pitkin, ja niiden sentromeerit vetävät ne solun vastakkaisiin päihin. Kun ne saavuttavat navat, solunjakautuminen päättyy, jolloin saadaan neljä uutta solua, joissa kussakin on puolet alkuperäisen solun geneettisestä materiaalista.