U niektórych organizmów wykazano istnienie cech, które nie zależą od materiału genetycznego zawartego w jądrze komórkowym. Geny warunkujące takie cechy znajdują się poza jądrem komórkowym, w mitochondriach i chloroplastach.
Jednym z przykładów jest dziedziczenie odporności na antybiotyk chloramfenikol u drożdży. Gen determinujący tę cechę zlokalizowany jest w materiale genetycznym zawartym w mitochondriach drożdży. W wyniku połączenia się osobników haploidalnych, z których przynajmniej jeden posiada tę cechę, osobnik diploidalny uzyskuje ją również. Natomiast podczas mitotycznych podziałów komórki diploidalnej przypadkowy rozdział mitochondriów sprawia, iż mogą pojawić się komórki potomne, które nie wykazują oporności na chloramfenikol.
Inny przykład dziedziczenia pozajądrowego dotyczy tzw. pstrolistności u roślin, czyli występowania żółtych lub białych plam na liściach i łodygach, co spowodowane jest zmniejszoną ilością chlorofilu w chloroplastach na skutek zaburzeń w jego syntezie. Chloroplasty dzięki własnemu DNA mogą się namnażać, stąd w roślinie występują zarówno te, które zawierają chlorofil, jak i te, które mają go mniej. Plastydy te przekazywane są z pokolenia na pokolenie wraz z cytoplazmą komórki jajowej, do której trafiają również w wyniku przypadkowego ich rozdziału.
Taki przypadkowy rozdział mitochondriów i chloroplastów podczas podziału komórek sprawia, iż dziedziczenie cech uwarunkowanych przez geny zawarte poza jądrem komórkowym (tzw. plazmogeny) nie podlega prawom Mendla. Stąd określane jest jako dziedziczenie niemendlowskie.