La mayoría del ADN reside en el núcleo de una célula. Sin embargo, algunos orgánulos en el citoplasma celular, como los cloroplastos y las mitocondrias, también tienen su propio ADN. Estos orgánulos replican su ADN independientemente del ADN nuclear de la célula en la que residen. La herencia no nuclear describe la herencia de genes de estructuras distintas del núcleo.
Las mitocondrias están presentes tanto en las plantas como en las células animales. Son consideradas como las “potencias” de las células eucariotas porque descomponen la glucosa para formar energía que alimenta la actividad celular. El ADN mitocondrial consiste en unos 37 genes, y muchos de ellos contribuyen a este proceso, llamado fosforilación oxidativa.
Los cloroplastos se encuentran en las plantas y algas y son los sitios de la fotosíntesis. La fotosíntesis permite a estos organismos producir glucosa a partir de la luz solar. El ADN del cloroplasto consta de unos 100 genes, muchos de los cuales están involucrados en la fotosíntesis.
A diferencia del ADN cromosómico en el núcleo, el cloroplasto y el ADN mitocondrial no siguen la suposición mendeliana de que la mitad del material genético de un organismo proviene de cada padre. Esto se debe a que las células espermáticas generalmente no contribuyen con ADN mitocondrial o cloroplástico a los cigotos durante la fertilización.
Mientras que un espermatozoide aporta principalmente un conjunto haploide de cromosomas nucleares al cigoto, un óvulo aporta sus orgánulos además de sus cromosomas nucleares. Los cigotos (y los cloroplastos en las células vegetales) suelen recibir las mitocondrias y los cloroplastos únicamente del óvulo, lo que se denomina herencia materna. La herencia materna es un tipo de herencia no nuclear o extranuclear.
¿Por qué las mitocondrias y los cloroplastos tienen su propio ADN? La explicación predominante es la teoría endosimbiótica. La teoría endosimbiótica afirma que las mitocondrias y los cloroplastos fueron una vez procariotas independientes. En algún momento, se unieron a células eucariotas anfitrionas y entraron en una relación simbiótica, que beneficia a ambas partes.
