การถ่ายทอดยีนนอกนิวเคลียสหรือการถ่ายทอดยีนในไซโตพลาสซึมคือการถ่ายทอดยีนที่เกิดขึ้นนอกนิวเคลียสพบได้ในยูคาริโอต ส่วนใหญ่ และมักเกิดขึ้นในออร์แกเนลล์ ในไซโตพลาสซึม เช่นไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์หรือจากปรสิตของเซลล์เช่นไวรัสหรือแบคทีเรีย^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

ไมโทคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานอันเป็นผลจากการหายใจระดับเซลล์คลอโรพลาสต์เป็นออร์แกเนลล์ที่ทำหน้าที่ผลิตน้ำตาลผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสงในพืชและสาหร่าย ยีนที่อยู่ในไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์มีความสำคัญมากต่อการทำงานของเซลล์อย่างเหมาะสมดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียและดีเอ็นเอชนิดอื่นๆ นอกนิวเคลียสจะจำลองตัวเองอย่างอิสระจากดีเอ็นเอที่อยู่ในนิวเคลียส ซึ่งโดยทั่วไปจะเรียงตัวอยู่ในโครโมโซมที่จำลองตัวเองเพียงครั้งเดียวก่อนการแบ่งเซลล์ จีโนมของไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์นอกนิวเคลียสจะจำลองตัวเองอย่างอิสระจากการแบ่งเซลล์ แต่จะจำลองตัวเองเพื่อตอบสนองต่อความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นของเซลล์ ซึ่งแตกต่างกันไปตลอดช่วงอายุของเซลล์ เนื่องจากพวกมันจำลองตัวเองอย่างอิสระ การรวมตัวกันใหม่ของจีโนมเหล่านี้จึงพบได้น้อยในลูกหลาน ตรงกันข้ามกับจีโนมในนิวเคลียสซึ่งการรวมตัวกันใหม่เป็นเรื่องปกติ

โรคที่เกิดจากความผิดปกติของไมโทคอนเดรียนั้นถ่ายทอดทางกรรมพันธุ์จากมารดา ไม่ใช่จากบิดา ไมโทคอนเดรียพร้อมดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียจะอยู่ในเซลล์ไข่ก่อนการปฏิสนธิโดยอสุจิ ในหลายกรณีของการปฏิสนธิ ส่วนหัวของอสุจิจะเข้าไปในเซลล์ไข่ โดยทิ้งส่วนกลางที่มีไมโทคอนเดรียไว้ข้างหลัง ดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียของอสุจิมักจะยังคงอยู่นอกไซโกตและไม่สามารถถ่ายทอดทางกรรมพันธุ์ได้

การถ่ายทอดจีโนมไวรัสและแบคทีเรียที่เป็น symbiont นอกนิวเคลียสก็เป็นไปได้เช่นกัน ตัวอย่างของการถ่ายทอดจีโนมไวรัสคือ การถ่ายทอดในระยะ ปริกำเนิดซึ่งเกิดขึ้นจากแม่สู่ทารกในครรภ์ในช่วงปริกำเนิด ซึ่งเริ่มต้นก่อนคลอดและสิ้นสุดประมาณ 1 เดือนหลังคลอด ในช่วงเวลานี้ สารพันธุกรรมของไวรัสอาจถูกถ่ายทอดจากแม่สู่ลูกผ่านทางกระแสเลือดหรือน้ำนมแม่ เรื่องนี้เป็นที่น่ากังวลเป็นพิเศษสำหรับแม่ที่ติดเชื้อ ไวรัส HIVหรือไวรัสตับอักเสบซี^{[ 2 ] [ 3 ]}แบคทีเรียไซโตพลาสมิกที่เป็น symbiont ยังถูกถ่ายทอดทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต เช่น แมลงและโปรติสต์^{[ 4 ]}

การถ่ายทอดทางพันธุกรรมนอกนิวเคลียสมีอยู่ 3 ประเภทหลักๆ

• การแยกส่วนทางพืชเกิดขึ้นจากการจำลองและการแบ่งส่วนแบบสุ่มของออร์แกเนลล์ในไซโตพลาสซึม เกิดขึ้นกับคลอโรพลาสต์และไมโตคอนเดรียในระหว่างการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส และส่งผลให้เซลล์ลูกมีตัวอย่างแบบสุ่มของออร์แกเนลล์จากเซลล์แม่ ตัวอย่างของการแยกส่วนทางพืชคือไมโตคอนเดรียของเซลล์ยีสต์ที่ขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ^{[ 5 ]}
• การถ่ายทอดทางพันธุกรรมจากฝ่ายเดียวเกิดขึ้นในยีนนอกนิวเคลียสเมื่อมีเพียงฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งเท่านั้นที่ถ่ายทอดดีเอ็นเอของออร์แกเนลล์ไปยังลูกหลาน ตัวอย่างคลาสสิกของการถ่ายทอดยีนจากฝ่ายเดียวคือการ ถ่ายทอดไมโทคอนเดรียของมนุษย์จาก ฝ่ายมารดา ไมโทคอน เดรียของมารดาจะถูกส่งต่อไปยังลูกหลานในระหว่างการปฏิสนธิผ่านทางไข่ ยีนไมโทคอนเดรียของบิดาจะไม่ถูกส่งต่อไปยังลูกหลานผ่านทางอสุจิ มีรายงานกรณีที่หายากมากซึ่งต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับการถ่ายทอดไมโทคอนเดรียจากฝ่ายบิดาในมนุษย์ ซึ่งพบว่าจีโนมไมโทคอนเดรียของบิดาอยู่ในลูกหลาน^{[ 6 ]}ยีนคลอโรพลาสต์ยังสามารถถ่ายทอดจากฝ่ายเดียวได้ในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในอดีตเชื่อกันว่ายีนเหล่านี้ถ่ายทอดจากฝ่ายมารดา แต่การถ่ายทอดจากฝ่ายบิดาในหลายๆ สปีชีส์กำลังถูกระบุมากขึ้นเรื่อยๆ กลไกของการถ่ายทอดจากฝ่ายเดียวในแต่ละสปีชีส์แตกต่างกันอย่างมากและค่อนข้างซับซ้อน ตัวอย่างเช่น พบว่าคลอโรพลาสต์แสดงโหมดการถ่ายทอดจากฝ่ายมารดา ฝ่ายบิดา และทั้งสองฝ่าย แม้แต่ในสปีชีส์เดียวกัน^{[ 7 ] [ 8 ]}ในยาสูบ ( Nicotiana tabacum ) รูปแบบการถ่ายทอดคลอโรพลาสต์ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิและกิจกรรมของเอนไซม์เอ็กโซนิวคลีเอสในระหว่างการสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้^{[ 9 ]}
• การถ่ายทอดทางพันธุกรรมจากพ่อแม่ทั้งสองฝ่ายเกิดขึ้นในยีนนอกนิวเคลียสเมื่อพ่อแม่ทั้งสองฝ่ายถ่ายทอด DNA ของออร์แกเนลล์ไปยังลูกหลาน อาจพบได้น้อยกว่าการถ่ายทอดทางพันธุกรรมนอกนิวเคลียสจากพ่อแม่ฝ่ายเดียว และมักเกิดขึ้นในสปีชีส์ที่ยอมรับได้เพียงเศษส่วนของเวลาเท่านั้น ตัวอย่างของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมไมโทคอนเดรียจากพ่อแม่ทั้งสองฝ่ายพบได้ในยีสต์Saccharomyces cerevisiaeเมื่อ เซลล์ แฮพลอยด์ สอง เซลล์ที่มีชนิดการผสมพันธุ์ตรงข้ามกันหลอมรวมกัน พวกมันทั้งสองสามารถถ่ายทอดไมโทคอนเดรียไปยังลูกหลานดิพลอยด์ ที่เกิดขึ้นได้ ^{[ 1 ] [ 5 ]}

Pokyเป็นสายพันธุ์กลายพันธุ์ของเชื้อราNeurospora crassaที่มีการถ่ายทอดทางพันธุกรรมนอกนิวเคลียสPokyมีลักษณะเด่นคือการเจริญเติบโตช้า ความบกพร่องใน การประกอบ ไรโบโซมของไมโทคอนเดรียและความบกพร่องในไซโตโครม หลาย ชนิด^{[ 10 ]}การศึกษาเกี่ยวกับ สายพันธุ์กลายพันธุ์ pokyเป็นหนึ่งในการศึกษาแรกๆ ที่สร้างพื้นฐานไมโทคอนเดรียนอกนิวเคลียสสำหรับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมเฉพาะ ในตอนแรกพบว่าpokyมีการถ่ายทอดทางพันธุกรรมจากแม่โดย ใช้การผสมพันธุ์ทางพันธุกรรม ^{[ 11 ]}ต่อมา ความบกพร่องหลักใน สายพันธุ์กลายพันธุ์ pokyถูกกำหนดให้เป็นการลบในลำดับ ดีเอ็นเอของ ไมโทคอน เดรีย ที่เข้ารหัสหน่วยย่อยขนาดเล็กของอาร์เอ็นเอไรโบโซมของไมโทคอนเดรีย^{[ 12 ]}

• อิทธิพลจากมารดา
• พลาสมิด
• ซีเนีย (พืช)

• https://web.archive.org/web/20080521093531/http://www.tamu.edu/classes/magill/gene603/Lecture%20outlines/cytoplasmic%20inh/CYTOPLASMIC_INHERITANCE.html