Le génome de la plupart des organismes procaryotes se compose d’ADN à double brin ordonné en un chromosome circulaire dans une région du cytoplasme s’appelant le nucléoïde. Le chromosome est étroitement enroulé, ou embobiné, pour un stockage efficace. Les procaryotes contiennent également d’autres morceaux circulaires d’ADN qui s'appellent des plasmides. Ces plasmides sont plus petits que le chromosome et comportent souvent des gènes qui confèrent des fonctions adaptatives, telles que la résistance aux antibiotiques.

La diversité génomique dans les bactéries

Bien que les génomes bactériens soient beaucoup plus petits que les génomes eucaryotes, ils varient considérablement en taille et en contenu génétique. L’un des plus petits génomes bactériens connus est celui de Mycoplasma genitalium, un pathogène sexuellement transmissible qui provoque des infections urinaires et génitales chez l’homme. Le génome de M. genitalium est long de 580 076 paires de bases et se compose de 559 gènes (476 gènes codants et 83 gènes non codants). À l’autre extrémité du spectre se trouve une souche particulière de Sorangium cellulosum, une bactérie vivant dans le sol. Le génome de S. cellulosum est énorme pour une bactérie, d’une longueur de 14 782 125 paires de bases encodant 11 599 gènes.

Les bactéries peuvent obtenir une résistance aux antibiotiques à partir de plasmides

Avant la découverte des antibiotiques, des blessures mineures pouvaient devenir mortelles en raison de l’incapacité à arrêter de simples infections bactériennes. La découverte de la pénicilline en 1928 a inauguré l’ère des antibiotiques, caractérisée par la révolution des traitements médicaux et une augmentation de l’espérance de vie. Cependant, la surutilisation des antibiotiques chez l’homme et les animaux d’élevage a fait que certaines bactéries ont développé une résistance aux antibiotiques, les rendant moins efficaces ou inefficaces. Les gènes de résistance aux antibiotiques peuvent être portés par les plasmides, ce qui est problématique parce que de nombreuses bactéries peuvent échanger des plasmides avec des espèces qui ne sont pas directement apparentées par le biais d’un mécanisme nommé conjugaison bactérienne. La résistance aux antibiotiques peut donc se propager rapidement à travers les populations bactériennes, soulignant l’urgence d’élaborer de nouveaux antibiotiques.