يتكون جينوم معظم الكائنات بدائية النواة من الحمض النووي مزدوج الشريط منظم في كروموسوم دائري واحد في منطقة من السيتوبلازم تسمى النواة. الكروموسوم ملفوف بإحكام ، أو ملفوف بشكل فائق ، للتخزين الفعال. تحتوي بدائيات النوى أيضاً على قطع دائرية أخرى من الحمض النووي تسمى البلازميدات. هذه البلازميدات أصغر من الكروموسوم وغالباً ما تحمل الجينات التي تمنح وظائف تكيفية ، مثل مقاومة المضادات الحيوية.
على الرغم من أن الجينومات البكتيرية أصغر بكثير من جينومات حقيقية النواة ، إلا أنها تختلف اختلافاً كبيراً في الحجم والمحتوى الجيني. أحد أصغر الجينومات البكتيرية المعروفة هو Mycoplasma genitalium ، وهو أحد العوامل الممرضة التي تنتقل عن طريق الاتصال الجنسي والتي تسبب التهابات المسالك البولية والتناسلية لدى البشر. يبلغ طول جينوم M.genitalium حوالي ٥٨٠٠٧٦ زوجاً قاعدياً و يتكون من ٥٥٩ (٤٧٦ جيناً مشفراً و ٨٣ جيناً غير مشفر). على الطرف الآخر من الطيف توجد سلالة معينة من Sorangium cellulosum ، وهي بكتيريا تعيش في التربة. يعتبر جينوم S.cellulosum هائلاً بالنسبة لبكتيريا يبلغ طولها ١٤٧٨٢١٢٥ زوجاً قاعدياً ، وتشفر ١١٥٩٩ جيناً.
قبل اكتشاف المضادات الحيوية ، كان يمكن أن تصبح الإصابات الطفيفة مميتة بسبب عدم القدرة على إيقاف العدوى البكتيرية البسيطة. كان اكتشاف البنسلين في عام ١٩٢٨ إيذانا ببدء عصر المضادات الحيوية ، الذي تميز بإحداث ثورة في العلاجات الطبية وزيادة متوسط العمر المتوقع. ومع ذلك ، فإن الإفراط في استخدام المضادات الحيوية في البشر والحيوانات الزراعية قد تسبب في تطوير بعض البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية ، مما يجعلها أقل فعالية أو غير فعالة. يمكن حمل جينات مقاومة المضادات الحيوية على البلازميدات ، وهو ما يمثل مشكلة لأن العديد من البكتيريا يمكنها تبادل البلازميدات مع الأنواع ذات الصلة البعيدة من خلال عملية تسمى الاقتران البكتيري. وبالتالي ، يمكن أن تنتشر مقاومة المضادات الحيوية بسرعة بين المجموعات البكتيرية ، مما يبرز الحاجة الملحة لتطوير مضادات حيوية جديدة.
