第二遗传信息系统线粒体和遗传信息系统的叶绿体称为真核细胞中,或核外源基因和它们的表达系统.这是因为研究已经发现,线粒体和叶绿体中除了DNA,有核糖核酸（mRNA,tRNA的,rRNA）的核糖体,酶的氨基酸的活化.这两种细胞被描述为独立的功能的转录和翻译.换句话说,线粒体和叶绿体有自己的RNA的转录和蛋白翻译系统.但到目前为止,我们发现13种叶绿体的蛋白质仅合成,线粒体蛋白质可以合成仅有60种以上,并参与线粒体和叶绿体,分别的蛋白质组合物,但也有成千上万.这表明,线粒体和叶绿体中合成的蛋白质编码本身并不多,它们是蛋白质的绝大部分是由核基因,细胞质核糖体中合成的编码.即,自治线粒体和叶绿体的程度是有限的,它们的核遗传系统有很大的依赖性.因此,线粒体和叶绿体受核基因组中的生长和增殖,基因组本身由两套遗传信息系统的控制,它们被称为半自主细胞器.

　　线粒体DNA是双链环,类似细菌的DNA.甲线粒体可以具有一个或几个DNA分子.各种生物体的线粒体DNA的样本量,大多数动物的大约5μm的圆周的线粒体DNA,含有约16000个碱基对,相对分子质量比为1001000倍的核DNA分子小.叶绿体中也表现出双链环状DNA,其较大的尺寸差（20万250万个碱基对）.叶绿体DNA的周长一般为4060微米.每个线粒体含有平均约6线粒体DNA分子,每个含有叶绿体平均约12个叶绿体DNA分子.

　　线粒体DNA和叶绿体DNA能够自我复制,拷贝,同时在半保守的方式.它们都是由核拷贝控制,复制所需的DNA聚合酶是由在细胞质中核糖体合成的核DNA编码.