Drei große Zellpopulationen im Körper durchlaufen keine Mitose. Postmitotische Zellen teilen sich nach Erreichen der Reife nicht weiter. Dazu gehören Erythrozyten, Blutplättchen, Neuronen, retinale Photorezeptoren, Herzzellen und Skelettmuskelzellen. Ruhende Zellpopulationen durchlaufen den Zellzyklus nicht aktiv, sind aber bei Stimulation immer noch in der Lage zur Mitose. Schließlich durchlaufen durch Abnutzung geschädigte seneszente Zellen keine Mitose.
Der Grund, warum sich reife rote Blutkörperchen und Blutplättchen nicht teilen, ist, dass ihnen Kerne fehlen. Erythrozyten verlieren ihre Kerne im Retikulozyten-Entwicklungsstadium. Blutplättchen sind zytosolische Fragmente von riesigen Knochenzellen, die Megakaryozyten genannt werden; daher wurden sie von vornherein nie nukleiert.
In der Regel durchlaufen Neuronen keine Mitose, mit Ausnahme der Vorläufer von Geschmacksknospenzellen und möglicherweise einigen Neuronen im Hippocampus des Gehirns. Gliazellen wie Astrozyten und Oligodendrozyten haben einen gemeinsamen embryonalen Ursprung mit Neuronen; diese Zellen können sich jedoch vermehren, insbesondere als Reaktion auf ein Trauma.
Skelett- und Herzmuskelfasern sind ein Rätsel. Skelettmuskelzellen haben mehrere Kerne, durchlaufen aber nach dem Leben des Fötus wenig oder keine Mitose. In ähnlicher Weise verbringen Herzzellen ihr Leben in einer Phase des Zellzyklus, die als G2-Stillstand bekannt ist. Dies verhindert zwar, dass sich Herzzellen nach einem Herzinfarkt regenerieren, es ist aber auch für das seltene Auftreten von Tumoren verantwortlich, die von Skelett- oder Herzmuskeln herrühren.
