Die mitotische Spindel – oder der Spindelapparat – ist eine eukaryotische Struktur des Zytoskeletts, die aus langen Proteinfasern besteht, die als Mikrotubuli bezeichnet werden. Die bei der Zellteilung gebildete Spindel trennt die Schwesterchromatiden und bewegt sie an entgegengesetzte Enden einer Elternzelle, wo die nun einzelnen Chromosomen auf zwei Tochterzellkerne verteilt werden.

Die bipolare Konfiguration der mitotischen Spindel erleichtert die Chromosomentrennung und bereitet die Zelle auf die Teilung vor. Ein Mechanismus, der die bipolare mitotische Spindelbildung sicherstellt, beruht auf Zentrosomen.

Einige Zellen, wie z. B. Eizellen von Wirbeltieren und höhere Pflanzenzellen, haben keine Zentrosomen; die meisten tierischen Zellen haben jedoch zwei Zentrosomen, wenn sie in die Mitose eintreten. Jedes Zentrosom ist mit einer kreisförmigen Anordnung von Mikrotubuli an gegenüberliegenden Enden – oder Polen – der mitotischen Spindel assoziiert. Mit anderen Worten, Zentrosomen keimen Mikrotubuli.

Motorproteine – insbesondere Kinesine und Dynein – arbeiten typischerweise an oder in der Nähe der Enden von Mikrotubuli und erleichtern die Bildung einer bipolaren mitotischen Spindel und die Trennung von Schwesterchromatiden.

Zum Beispiel heften Kinesin-5-Motoren an der Spindelmittelzone an zwei Mikrotubuli an und schieben sie auseinander, die sich von gegenüberliegenden Spindelpolen erstrecken; dieser Prozess fördert die Bipolarität und Dehnung der Spindel, indem die Spindelpole voneinander weggedrückt werden.

Es wird angenommen, dass die Aktivität von Kinesin-5 durch Kinesin-14 ausgeglichen wird. Kinesin-14-Motoren ziehen an Mikrotubuli, die sich von gegenüberliegenden Polen erstrecken und so die Pole effektiv zusammenbringen. Die koordinierte Aktivität dieser Motoren ermöglicht eine korrekte Montage der Spindel

Kinesin-4 und Kinesin-10 sind Chromokinesine, Kinesine, die mit mitotischen Chromosomen assoziieren können. Kinesin-4 und Kinesin-10 assoziieren mit den Chromosomenarmen und drücken die Chromosomen und den Spindelpol auseinander.

Dyneins organisieren Mikrotubuli in verschiedenen Teilen der Zelle. Zum Beispiel verbinden sie astrale Mikrotubuli mit dem Aktin-Zytoskelett und bewegen so die Spindelpole voneinander weg.

Die Struktur, Organisation und Komponenten der mitotischen Spindel ermöglichen es den Schwesterchromatiden, sich zu trennen und die Zelle für die richtige Teilung vorzubereiten.