Oui, l’ADN mitochondrial se réplique également, mais pas de la même façon que l’ADN nucléaire.

En raison de leur origine bactérienne, les mitochondries ont leur propre génome. Le génome mitochondrial est essentiel pour le fonctionnement des mitochondries, puisque ses gènes codent pour des composants de la chaîne respiratoire, enzymes nécessaires à la production d’énergie cellulaire.

Tout comme les bactéries, les mitochondries "se reproduisent" par division. Elles fusionnent et se divisent continuellement, ce qui permet la formation d’un réseau mitochondrial. L’ensemble de ce réseau est très dynamique et efficace pour la production d’énergie. La réplication du génome mitochondrial est importante pour que soient copiées les molécules d’ADN qui seront distribuées à chaque mitochondrie lors de la division. 

La réplication de l’ADN mitochondrial est unique. Plus de 99% des protéines mitochondriales sont codées par le génome nucléaire, dont les enzymes de la réplication de l’ADN mitochondrial. De ce fait, la réplication de l’ADN mitochondrial n’est pas autonome comme celle du génome bactérien, et est contrôlée par la cellule.

Ceci est un bon exemple de comment l’ADN nucléaire et mitochondrial "se coordonnent" pour un bon fonctionnement cellulaire.

Pour information, les chloroplastes, autres organites cellulaires retrouvés chez les plantes ou les algues, partagent beaucoup de caractéristiques avec les mitochondries, issus tous deux d’une évolution bactérienne.