Un genom bacterian este colecția întregii informații genetice ale unei bacterii. În esență, determină modul în care arată și funcționează o bacterie, atât extern, cât și intern. Această informație genetică este organizată în gene, care sunt codificate în acidul dezoxiribonucleic (ADN) al organismului. Aceste gene sunt organizate în continuare în cromozomi. De fapt, cuvântul „genom” este de fapt o combinație a cuvintelor „genă” și „cromozom”. Deși există multe variații diferite ale modului în care genomurile sunt structurate în diferite organisme, toate bacteriile sunt haploide, ceea ce înseamnă că posedă un singur cromozom. Astfel, toată informația genetică conținută într-un genom bacterian este conținută într-un singur cromozom.
Cromozomul unei bacterii este compus din perechi de baze de nucleotide, componentele structurale de bază ale ADN-ului. Doar patru nucleotide există în ADN – adenină, timină, guanină și citozină. Aceste nucleotide se leagă întotdeauna între ele în același mod – legături de adenină cu timină și legături de guanină cu citozina. Toate cele patru împreună formează ceea ce este cunoscut sub numele de „pereche de bază”.
Genomul bacterian poate conține orice număr de perechi de baze. Unii genomi bacterieni conțin mai puțin de 200,000 de perechi de baze, în timp ce alții conțin peste 12 milioane de perechi de baze. În consecință, numărul de gene găsite în bacterii este foarte variabil, cu între 575 și 5,500 de gene raportate în bacterii, în funcție de specie. Ca o comparație, genomul uman conține peste 3 miliarde de perechi de baze și aproximativ 23,000 de gene.
Interesant este că majoritatea genomilor bacterieni sunt organizați într-o structură cromozomială circulară. Oamenii, dimpotrivă, au o structură cromozomială liniară. Structura circulară a genomului bacterian, totuși, permite replicarea ADN-ului său să înceapă și să se oprească în aceeași locație – o caracteristică care nu este văzută în genomurile liniare ale altor organisme.
Ca organisme care se reproduc asexuat, bacteriile sunt în esență clone cu ADN identic cu genomul părintelui lor. Modificările genomului unei bacterii, cunoscute și ca evoluție, pot fi aduse fie prin recombinare genetică, fie prin mutații. Mutațiile pot apărea fie prin erori făcute în replicarea ADN-ului, fie prin expunerea la mutageni care afectează modul în care nucleotidele interacționează între ele. De asemenea, bacteriile pot face schimb și recombina informații genetice între ele prin procese separate cunoscute fie ca transformare, transducție sau conjugare, în funcție de modul în care are loc schimbul genetic. Modificările genomului unei bacterii pot duce la formarea unei noi specii.
Secvențierea ADN-ului este determinarea ordinii nucleotidelor din ADN-ul unui organism. Aceste informații au fost o componentă cheie în cercetarea biologică. Primul genom bacterian care a fost secvențiat complet a fost cel al lui Haemophilus influenzae, care poate provoca o varietate de boli oportuniste, cum ar fi pneumonia, meningita și infecțiile respiratorii. A fost secvențiat cu succes în 1995 de Institutul de Cercetare Genomică. De la această descoperire, sute de genomi bacterieni au fost secvențiați, iar oamenii de știință continuă să cerceteze și să secvenționeze genomurile altor bacterii.