Herança ligada ao sexo é aquela determinada por genes localizados na região heteróloga do cromossomo X. Como as mulheres possuem dois cromossomos X, elas têm duas dessas regiões. Já os homens, como possuem apenas um cromossomo X (pois são XY), têm apenas um de cada gene. Já a as mitocôndrias, como os cloroplastos, tendem a ser herdados somente de um dos genitores (ou, pelo menos, serem desigualmente herdados dos dois genitores)^44start superscript, 4, end superscript. No caso dos seres humanos, é a mãe que contribui com as mitocôndrias para o zigoto, ou embrião unicelular, através do citoplasma do óvulo. Os espermatozoides contêm mitocôndrias, mas eles normalmente não são herdados pelo zigoto. Houve o relato de um caso de herança paterna de mitocôndrias em um ser humano, mas isto é extremamente raro^88start superscript, 8, end superscript.
De acordo com essa concepção, quando um espermatozoide fertiliza um óvulo, ele penetra no núcleo e sua cauda, juntamente com suas mitocôndrias, são destruídas no óvulo materno.
Portanto, no desenvolvimento do zigoto, apenas as mitocôndrias contidas no óvulo interviriam. No entanto, foi demonstrado que as mitocôndrias de espermatozoides podem entrar no óvulo. Segundo alguns autores, o DNA mitocondrial do pai pode durar em alguns tecidos, como músculos.
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