Karena bakteri tidak bereproduksi secara seksual, pasti ada mekanisme lain untuk mendapatkan variabilitas genetik. Ini adalah mutasi dan perolehan gen baru, baik gen eksogen atau penataan ulang gen sendiri. Selain itu, bakteri memiliki “varian” untuk reproduksi seksual: transformasi, konjugasi, dan transduksi.
The transformasi terdiri dari transfer materi genetik bebas: sel penerima menangkap sepotong materi genetik dari sel donor. Pada tahun 1920-an Griffith sudah menunjukkan bahwa proses transformasi terjadi di alam. Untuk ini ia bekerja dengan Streptococcus pulmonae. Itu memiliki strain patogen dan non-patogen. Dengan mencampur individu patogen mati dengan non-patogen hidup, mereka memperoleh patogenisitas. Untuk memverifikasi ini, dia menyuntikkannya ke tikus, yang tertular penyakit.
Pada tahun 1944 Avery, McLeod, dan McCarthy mengulangi eksperimen ini dalam tabung reaksi, dan mengamati bahwa memang ada transfer materi genetik dari sel mati ke sel hidup. Kemampuan sel untuk mengambil materi eksogen dan diubah disebut kompetisi, dan tidak semua bakteri memiliki kompetensi yang sama.
The transduksi melibatkan transfer materi genetik encapsidated ke fag. Ini adalah fenomena yang sangat sering terjadi di alam, dan ada beberapa jenis:
– Transduksi umum: virus secara keliru mengenkapsulasi materi genetik bakteri alih-alih miliknya sendiri. Contohnya adalah fag P22 dari genus Salmonella. Dengan cara ini, gen apa pun dari sel donor dapat ditransmisikan.
– Transduksi khusus: fag diintegrasikan ke dalam materi genetik sel inang dan mengambil bagiannya saat ia pergi. Disebut terspesialisasi karena fag jenis ini selalu mentransmisikan informasi genetik yang sama, karena mereka terintegrasi pada titik tertentu dalam genom bakteri. Selain itu, beberapa fag telah melakukan transduksi umum ke kasus yang paling ekstrim dalam apa yang disebut proses “konversi fag”: sepanjang evolusi fag telah memperoleh gen bakteri dan membawanya secara permanen dalam materi genetik. Dengan cara ini, ketika menginfeksi sel, ia memperkenalkan gen-gen ini padanya dan menyebabkan perubahan fenotipik yang khas.
The konjugasi adalah transfer materi genetik antara dua bakteri terkait secara fisik. Hal ini dimediasi oleh pili seksual. Sel donor adalah F + dan memiliki pili seks, dan penerima F-. Sel donor memiliki satu jenis plasmid: unsur genetik ekstrakromosomal mampu replikasi otonom. Hal ini beruntai ganda dan mampu mengendalikan dan mengarahkan konjugasi. Ketika plasmid diteruskan ke bakteri lain, itu memberikan karakteristik baru. Selanjutnya, dalam hal ini, bertentangan dengan transduksi dan transformasi, materi genetik harus tidak diperbaiki, karena plasmid ini ekstrakromosomal. Hal ini juga bisa terjadi bahwa terintegrasi plasmid ke dalam genom sel inang, menghasilkan strain bakteri baru yang telah dikonversi genom menjadi besar conjugative plasmid. Hal ini dapat ditransmisikan ke sel penerima dan juga merupakan sumber variabilitas genetik.