Некоторые признаки (окраска плодов, цветков и листьев, высокая активность клеточного дыхания и др.) могут наследоваться без участия ядерного аппарата. Такое явление возможно благодаря тому, что некоторые клеточные структуры имеют свою автономную кольцевую молекулу ДНК и способны делиться сравнительно автономно от клетки. В эукариотических клетках нехромосомная ДНК содержится в хлоропластах и митохондриях. Молекулы ДНК этих органелл несут информацию о собственных белках, а также об иРНК и тРНК, участвующих в их синтезе. Передача генетической информации через цитоплазму получила название цитоплазматической (внеядерной, нехромосомной) наследственности. Поскольку наследственная информация передается по материнской линии через цитоплазму яйцеклетки, ее называют также материнской наследственностью. Непосредственное влияние материнского организма на развитие зародыша часто приводит к большему сходству потомства с матерью, поскольку условия эмбрионального развития организма полностью зависят от матери.
Пластидное (хлоропластное) наследование обнаружено у ряда растений: ночной красавицы, львиного зева, кипрея и др. У них наряду с формами, имеющими зеленые листья, существуют пестролистные формы, с чередованием пластид, способных и неспособных к синтезу хлорофилла.
Наследование пестролистности связано с передачей при клеточных делениях двух типов пластид — зеленых (хлоропластов) и бесцветных (лейкопластов). Пластиды воспроизводятся в клетке автономно и случайно распределяются между дочерними клетками. Клетки, содержащие смесь зеленых и бесцветных пластид, при делении дают клетки всех трех типов, что приводит к образованию зеленых, пестрых и белых участков растения. Поскольку единственный способ проникновения пластид в зиготу — через яйцеклетку, то наследование осуществляется по материнской линии — материнское наследование.
Цитоплазматическая наследственность характерна не только для растений, но и для животных и микроорганизмов. Благодаря наличию ДНК не только в ядрах, но и в органеллах цитоплазмы живые организмы получают определенные преимущества в процессе эволюции. Ядро и хромосомы отличаются генетически обусловленной достаточно высокой устойчивостью к постоянно меняющимся условиям среды. В то же время хлоропласты и митохондрии развиваются до некоторой степени независимо от клеточного деления, непосредственно реагируя на воздействие различных факторов окружающей среды. Таким образом, они имеют потенциальную возможность обеспечить быстрые реакции организма на изменения внешних условий.
