Metafaza je jedna od faza mitoze i mejoze, dvije vrste stanične diobe. Tijekom mitoze nastaju stanice koje su genetski identične roditelju ili klonovima. Koristi se za aseksualnu reprodukciju, rast višestaničnih organizama te za popravak i zamjenu oštećenih tkiva. Mejoza je stanična dioba koja se koristi za proizvodnju stanica za spolnu reprodukciju. Mitoza se događa u svim stanicama, dok se mejoza događa samo u spolnim organima organizma, npr. u testisima i jajnicima sisavaca ili u jajnicima i prašnicima biljaka cvjetnica.
I mitoza i mejoza su kontinuirani procesi, ali se svaki od njih opisuje kao niz faza. Tijekom mitoze postoje četiri stupnja – profaza, metafaza, anafaza i telofaza, koje se javljaju tim redoslijedom. Mejoza ima dvije podjele, mejozu I i mejozu II, a svaka se sastoji od ista četiri stupnja kao i mitoza. Za oba procesa postoji još jedna faza koja se zove interfaza. Interfaza se javlja prije faza dijeljenja i to je kada stanice rastu i pripremaju se za podjelu repliciranjem svoje DNK.
Sve stanice imaju stanični ciklus koji počinje kada su proizvedene staničnom diobom i završava kada se podijele kako bi proizvele identične stanice. Mitoza je razdoblje stanične diobe, a ostatak staničnog ciklusa je interfaza. Interfaza se obično naziva faza mirovanja, ali je vrijeme velike stanične aktivnosti. Tijekom ove faze, stanica raste i proizvodi organele i proteine. DNK u jezgri se replicira u pripremi za mitozu i nastavlja rasti i proizvodi duplicirane organele.
Tijekom profaze, kromosomi u jezgri postaju kraći i deblji, kondenziraju se i postaju vidljivi. Čini se da svaki kromosom ima dvije kromatide koje su spojene centromerom. Centriole se formiraju i kreću se na suprotne krajeve stanica gdje se razvijaju mikrotubule i formiraju strukturu u obliku zvijezde koja se naziva aster. Neki od mikrotubula, ili vretenastih vlakana, prelaze stanicu s kraja na kraj i tvore vreteno. Konačno, jezgra i nuklearna membrana se raspadaju tako da kromosomi slobodno plutaju u citoplazmi.
Sljedeća faza diobe nakon profaze je metafaza. Tijekom ove faze, kromosomi se nižu duž sredine stanice. Svaki od kromosoma je vezan za vretenasto vlakno na svojoj centromeri. Kromatide se zatim lagano razdvoje zbog kontrakcije mikrotubula. Iz metafaze slijede anafaza, a zatim telofaza.
Tijekom anafaze, vlakna vretena su potpuno kontrahirana tako da se odvojene kromatide svakog kromosoma povlače na obje strane stanice. Nakon što kromatide dođu do polova stanice, oko njih se formira nova nuklearna membrana, što ukazuje na početak telofaze. Vlakna vretena se raspadaju, kromosomi se odmotavaju i izdužuju, jezgra se reformira i, konačno, stanica se dijeli na dva dijela čime se završava mitotska dioba.
Mejoza je slična mitozi, ali se odvijaju dvije podjele. Uključuje diobu kromosoma nakon čega slijede dvije podjele jezgre i stanice. Mejoza I se razlikuje od mitoze tijekom profaze, ali mejoza II je tipična mitotička podjela, kao što je gore opisano. Krajnji rezultat mejoze su četiri nove stanice koje imaju polovicu genetskih informacija od roditeljske stanice.
Ključna razlika u mejozi I javlja se tijekom profaze I kada se parovi kromosoma spoje i tvore bivalent umjesto da svaki kromosom tvori kromatidu. Tijekom metafaze I, bivalenti se nasumično poredaju duž sredine stanice koju treba odvojiti. Ova nasumična orijentacija dovodi do povećane genetske raznolikosti. Svaki kromosom u paru ima gene koji određuju iste karakteristike, ali nisu uvijek isti gen. Slučajna distribucija i praćenje neovisnog niza kromosoma stvara nove genetske kombinacije u stanicama.
Kromosomi se povlače na suprotne krajeve stanice tijekom anafaze I, a nuklearna membrana se formira oko njih u telofazi I. Dobivene dvije stanice sada imaju upola manje genetskog materijala od roditeljske stanice. Mejoza II slijedi isti proces kao mitoza, gdje kromosomi tvore par kromatida spojenih centromerom. Oni se poredaju duž središta stanice i povlače ih centromere na suprotne krajeve stanice. Nakon što stignu do polova, dovršava se dioba stanica što rezultira četiri nove stanice, svaka s polovicom genetskog materijala izvorne stanice.