Цитоплазматическая наследственность

Видно, что несмотря на идентичность в двух скрещиваниях и одинаковый генотип потомков, фенотип потомков резко отличается и совпадает с материнским. Направление завитка раковины определяется характером дробления оплодотворённого яйца, то есть расположением бластомеров по спирали вправо и влево, что зависит от ориентации митотического веретена в процессе дробления, а это в свою очередь определяется организацией цитоскелета в цитоплазме яйца обуславливаемой генотипом матери.

Прдовик может размножаться как перекрёстным оплодотворением, так и самооплодотворением. При самооплодотворении гетерозиготной особи (Dd) все потомки будут иметь правозакрученную раковину.
Итак, на данном примере можно видеть, что в определённых случаях фенотип потомков не соответствует их генотипу, а определяется материнским генотипом через цитоплазматические структуры яйцеклетки.

Митохондрии, хлоропласты и некоторые другие органеллы (клеточный центр) содержат свои собственные РНК/ДНК. Данные гены кодируют синтез многих белков, необходимых для построения и функционирования данного типа органелл. Доводом в пользу наличия внеядерных генов послужили данные о наследовании некоторых признаков у растений, которые не укладывались в рамки законов Менделя.

Эрвин Браун и Карл Корренс описали наследования пестролистности лепестков и листьев у ночной красавицы, львиного зева и многих других растений. Оказалось, что сплошь окрашенное материнское растение дают только окрашенных потомков, независимо от окрашенности отца, и наоборот от неокрашенных материнских растений развивались только неокрашенные потомки, опять же независимо от окраски отца. В том случае, если материнские растения имели пестролистную окраску, то в потомстве, независимо от свойств отцовского растения появляются растения с неокрашенными, пёстрыми и зелёными листьями.

Этот случай объясняется тем, что пластиды бывают двух типов: окрашенные и неокрашенные. Пластиды воспроизводятся в клетке автономно и случайно распределяются в клетке во время деления. Клетки, содержащие только зелёные пластиды - будут ярко окрашенны, белых - неокрашенные, а имеющие и те и другие будут давать клетки всех трёх  возможных типов, что приводит в итоге к образованию зелёных, мозаичных и белых участков растения. Это не коим образом не зависит от отцовского материала, так как пластиды остаются только в яйцелкетке, а спермий даёт только генетический материал ядра, наблюдается материнское наследование.

Такая же ситуация наблюдается и при митохондриальном материнском наследовании, в том числе и у человека. Митохондрии располагаются в шейке сперматозоида, а в яйцеклетку проникает только головка с ядерным генетическим материалом.

В некоторых случаях цитоплазматическая наследственность может быть эффективно использована в практических целях: у кукурузы, имеющей как мужские собранные в метёлки, так и женские собранные в початки цветки располагаются на одном растении. Известный генетик Хаджинов обнаружил в некоторых сортах кукурузы растения с крайне недоразвитыми мужскими соцветиями, практически лишенными пыльцы. Выяснилось, что этот признак определяется особенностями цитоплазмы матери. При опылении таких растений кукурузы пыльцой с нормальных растений, потомство всё равно имеет также не развитые пыльники. В ряду поколений признак передаётся по материнской линии. Были установлены два качественно различных состояния: стерильное (бесплодное) и фертильное (плодовитое).

В клетках прокариот и эукариот обнаруживаются плазмиды и вирусоподобные частицы, автономные от хромосомы. У бактерий, дрожжей и других микроорганизмов, наличие таких частиц может обеспечивать устойчивость к определённым антибиоткам или иным факторам. У животных и растений они существенно влияют на свойства организма.

Плазмиды и вирусоподобные частицы могут иметь колбцевую или линейную форму и способны к самостоятельной репликации.

Бактерии также обладают половым процессом - конъюгацией - в ходе которого клетки передают плазмиды. У многоклеточных организмов наследование свойств, определяемых нехромосомными элемнтами, как, например, чувствительность дрозофилы к СО2, чаще осуществляется по материнскому типу. В ряде случаев нехромосомные элементы могут являться копиями хромосомных генов.