细菌遗传学包括对细菌基因、基因组和遗传的研究。细菌具有显着的遗传可塑性，使它们能够通过突变和水平基因转移机制快速适应环境变化。

细菌基因组组织

细菌染色体是一个单一的环状双链 DNA 分子，通常大小为 0.5-10 Mb，组织在没有核膜的类核区域中 — E。大肠杆菌 的基因组约为 4.6 Mb，编码约 4,300 个基因。质粒是小的、环状的染色体外 DNA 分子，可以独立复制，携带抗生素抗性、毒力因子和代谢能力的辅助基因。转座子是可移动的遗传元件，可以在 DNA 分子内部或之间移动，通常携带抗生素抗性基因。

细菌突变

点突变是单碱基替换（转换或颠换），可能会改变氨基酸（错义）、产生终止密码子（无义）或无效（沉默）。移码突变是碱基的插入或删除，从而改变阅读框，通常产生无功能的蛋白质。细菌每代每个碱基对的突变率约为 10⁻⁶ 至 10⁻⁹，但在压力下会通过 SOS 响应而增加。艾姆斯测试使用鼠伤寒沙门氏菌突变体来检测化学诱变剂。

水平基因转移

转化涉及感受态细菌细胞从环境中摄取游离 DNA；天然能力存在于枯草芽孢杆菌、肺炎链球菌和淋病奈瑟菌中。接合是通过接合菌毛在细胞间直接转移 DNA，由 E 中的 F（生育力）质粒编码。大肠杆菌，并且可以在不同物种之间转移质粒和染色体基因。转导是通过噬菌体转移细菌 DNA——广义转导转移任何染色体片段，而专门转导则转移噬菌体整合位点附近的特定基因。

基因调控

E 中的 lac 操纵子。大肠杆菌 是诱导型基因调控的经典模型，由 lac 阻遏蛋白和分解代谢激活蛋白 (CAP) 控制。 trp 操纵子是一个可抑制系统，通过衰减和色氨酸阻遏物来调节色氨酸水平。群体感应允许细菌使用 N-酰基高丝氨酸内酯等自诱导分子来调节基因表达，以响应群体密度。

应用程序

基因工程利用细菌质粒和限制性内切酶 克隆基因并生产重组蛋白，例如胰岛素、生长激素和疫苗。抗生素耐药性基因追踪应用于临床和环境环境。 CRISPR-Cas9源自细菌适应性免疫，已成为基因组编辑的革命性工具。