所述细菌遗传学是细菌的细胞中的遗传信息的基础的研究。这包括遗传信息的组织，如何调节，如何表达以及如何变化。
细菌遗传学的第一个实验是在19世纪进行的，当时的历史背景还不清楚细菌是否具有交换遗传信息的机制，甚至还不知道它们是否具有染色体。
细菌DNA（来源：Average_prokaryote_cell-_en.svg：Mariana Ruiz Villarreal，LadyofHatsDifference_DNA_RNA-EN.svg：* Difference_DNA_RNA-DE.svg：Sponk（对话）翻译：Sponk（对话）衍生作品：Radio89通过Wikimedia Commons）
唯一可以肯定的是，细菌可以建立具有不同表型的稳定品系，至少是为了同化不同的营养化合物，并且显然是由于遗传突变，偶尔会出现新的形式。
由于当时关于细菌的不确定性很大，因此必须通过实验回答有关“细菌遗传学”的某些问题，尤其是要了解细菌是否符合遗传的基本原理。
最终，在1946年，Joshua Lederberg和Edward Tatum使用两种大肠杆菌菌株，分别具有不同的营养需求，解决了这些基本问题。
A型和B型细胞无法在基本培养基中生长，因为它们都具有阻止它们吸收所述培养基中营养成分的突变。
但是，当A和B混合几个小时并随后接种到基本培养基平板上时，在基本培养基平板上出现了一些菌落，即它们生长了。
这些菌落起源于交换了遗传物质的单个细胞，并且在交换后能够以表型表达遗传信息，从而从基本培养基中吸收营养。
遗传信息的组织
细菌生命所需的所有遗传信息都在“细菌染色体”（双链脱氧核糖核酸（DNA）的单分子）中找到。
该DNA分子排列成环状结构，由共价键封闭，并与某些蛋白质一起形成细菌染色体。
除细菌染色体外，细菌还可以拥有较小尺寸的染色体外DNA片段，但也可以封闭的环状方式构建。这些DNA分子统称为“质粒”或“质粒DNA”。
细菌使用质粒DNA分子在它们之间交换非常特殊的遗传信息。
通常，当一个细菌细胞对抗生素产生抗药性时，它可以通过质粒将抗药性传递给其他细菌细胞。
细菌中质粒DNA分子的大小可以从3到10千个碱基不等，并且在许多细菌中，可以找到数百种单一类型质粒的拷贝。
细菌DNA的组成和结构与在所有生物和病毒中发现的相同。它的结构由糖骨架，含氮碱基和磷酸基团组成。
大肠埃希氏细菌染色体的完整图谱是在1963年获得的。它详细列出了大约100个基因的确切位置，但如今，已知大肠杆菌染色体包含1000多个基因，大小为4.2。万个碱基对。
基因表达的机制
细菌中基因表达的机制在某些方面与其他生物中发生的基因表达过程相似，并且还取决于转录和翻译过程。
基因信息被转录为RNA分子，随后被转录为构成蛋白质的氨基酸序列。该过程是对基因型中所含信息的表达以及表型中的结构进行表达的过程。
转录
在转录中，RNA聚合酶产生了与其用作模板的DNA片段的互补产物，但该产物是核糖核酸（RNA）。
该分子带有DNA片段编码的蛋白质合成信息，它是一个单条带，称为信使RNA。细菌的RNA聚合酶在细菌和真核生物中是不同的。
RNA聚合酶可识别DNA（启动子）上的特定位点，并与之结合以启动转录。单个信使RNA分子可以包含多个基因的信息。
与真核生物不同，细菌的基因在序列中没有“内含子”，因为细菌没有将染色体与细胞质其他元素分开的核。
翻译
由于所有元素在细菌细胞质中都是“松散的”，因此新合成的信使RNA分子可以与核糖体接触并立即启动蛋白质合成。
这使细菌在应对和适应环境的极端变化方面具有优势。
核糖体RNA，转移RNA和各种核糖体蛋白参与翻译。相对于真核细胞的核糖体，原核细胞的核糖体的结构和组成各不相同。
这些元素以核苷酸三联体（密码子）的形式“阅读”信使RNA分子遗传密码中包含的指令，同时，它们组装每种氨基酸以形成多肽。
遗传密码的“通用性”使科学家可以将细菌的翻译用作合成具有技术兴趣的肽和蛋白质的重要工具。
基因表达调控
控制细菌中基因表达的机制非常精确；它使他们能够精确调节基因产物合成的数量和时间，从而使它们仅在必要时出现。
细菌基因组中将几个基因组合在一起的区域称为“操纵子”。该区域根据细菌所处的条件激活或失活其转录。
属于同一操纵子的所有基因均被协调转录为包含许多基因的信使RNA（称为“多顺反子” RNA）。这些RNA依次在核糖体上依次翻译。
操纵子可以被正向或负向调节。只有当被称为阻遏物的抑制蛋白与结构中的特定序列结合时，基因才会停止表达自身。
该基因的特定序列称为“启动子”，当阻遏蛋白与启动子结合时，RNA聚合酶无法启动相关基因序列的转录。
另一方面，当操纵子被上调时，直到存在与特定DNA序列结合的激活蛋白后，该遗传区域的转录才会开始。
科学家利用操纵子的这种“可诱导性”来增加或减少细菌中某些特定区域的基因表达。通过引入一些底物，可以增加代谢所必需的酶的表达。
基因转移
与真核细胞不同，细菌不通过有性繁殖来转移其基因；相反，它们可以通过三个不同的过程来进行转移：转化，转导和结合。
细菌中的水平基因转移（来源：2013MMG320B通过Wikimedia Commons）
转型
通过转化，种群中的某些细菌细胞变得“有能力”。一旦“有能力”，他们就能够从细胞外环境中发现的其他细菌中接收外源DNA。
一旦将DNA掺入细胞内部，细菌就会执行将其染色体中包含的基因与刚刚掺入其中的外来DNA结合的过程。该过程称为基因重组。
转导
在转导中，细菌通过感染细菌（噬菌体）的病毒将其他细菌的DNA整合到其DNA分子中。这可以以专门或通用的方式给出。
在专门的转导中，当先前感染另一种细菌的噬菌体在感染周期中获得其基因时，就会发生这种情况。
后来，通过感染新细菌并将其基因整合到新感染细菌的染色体中，它还整合了先前感染细菌的基因。
在广义转导过程中，具有空衣壳的有缺陷的噬菌体颗粒会在病毒复制过程中并入细菌染色体的一部分，然后，一旦它们感染了另一种细菌，便可以引入从先前细菌中获得的基因。
共轭
结合起来，细菌通过物理接触以单向方式交换遗传物质。一种细菌充当供体，另一种充当受体。在该过程中，供体细菌通常将质粒DNA分子提供给受体细菌。
细菌中的结合并不是所有物种的典型特征，结合能力是通过质粒DNA分子传递的基因赋予的。
参考文献
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