線粒體
大多數線粒體蛋白被合成為含有攝取肽信號的胞質前體。胞質伴侶將前蛋白遞送至線粒體膜中的通道連接受體。具有針對線粒體的前序列的前蛋白在外膜處與受體和通用輸入孔(GIP)結合，統稱為外膜轉位酶(TOM)。然后它作為發夾環通過TOM易位。前蛋白通過膜間隙運輸通過小的TIM（也充當分子伴侶）到內膜的TIM23或TIM22（內膜的轉位酶）。在基質內，靶向序列被mtHsp70切割。
已知三種線粒體外膜受體：
TOM70:與內部靶向肽結合并充當細胞溶質伴侶的對接點。
TOM20：綁定前序。
TOM22：結合前序列和內部靶向肽。
TOM通道(TOM40)是一種陽離子特異性高電導通道，分子量為410kDa，孔徑為21?。
前序列轉位酶23(TIM23)定位于線粒體內膜，作為一種成孔蛋白，將前體蛋白與其N端結合。TIM23充當線粒體基質、線粒體內膜以及膜間空間的前蛋白的轉運蛋白。TIM50在線粒體內側與TIM23結合，并發現與前序列結合。TIM44結合在基質側并發現與mtHsp70結合。前序列轉位酶22(TIM22)與專門結合線粒體內膜的前蛋白結合。
線粒體基質靶向序列富含帶正電荷的氨基酸和羥基化氨基酸。
蛋白質通過多種信號和多種途徑靶向亞線粒體區室。
靶向外膜、膜間隙和內膜通常需要除了基質靶向序列之外的另一個信號序列。
葉綠體
葉綠體的前蛋白可能包含基質輸入序列或基質和類囊體靶向序列。大多數前蛋白通過位于葉綠體包膜內的Toc和Tic復合物轉移。在基質中，基質輸入序列被切割并折疊，并且繼續向類囊體進行葉綠體內分選。靶向葉綠體包膜的蛋白質通常缺乏可切割的分選序列。
葉綠體和線粒體
線粒體和葉綠體都需要許多蛋白質。一般而言，雙靶向肽具有兩個特定肽的中間特征。這些蛋白質的靶向肽具有高含量的堿性和疏水性氨基酸，低含量的帶負電荷的氨基酸。它們的丙氨酸含量較低，而亮氨酸和苯丙氨酸含量較高。與線粒體和葉綠體蛋白相比，雙靶向蛋白具有更疏水的靶向肽。然而，根據其物理化學特性來預測肽是否具有雙重靶向性是很繁瑣的。
過氧化物酶體
所有過氧化物酶體蛋白都由核基因編碼。迄今為止，已知的過氧化物酶體靶向信號(PTS)有兩種類型：
過氧化物酶體靶向信號1(PTS1)：具有共有序列(S/A/C)-(K/R/H)-(L/A)的C末端三肽。最常見的PTS1是絲氨酸-賴氨酸-亮氨酸(SKL)。大多數過氧化物酶體基質蛋白具有PTS1型信號。
過氧化物酶體靶向信號2(PTS2)：位于N端附近的九肽，具有共有序列(R/K)-(L/V/I)-XXXXX-(H/Q)-(L/A/F)(其中X可以是任何氨基酸）。
還有一些蛋白質不具備這些信號。它們的運輸可能基于所謂的“搭載”機制：這些蛋白質與具有PTS1的基質蛋白結合，并與它們一起易位到過氧化物酶體基質中。