Prokaryoten zoals bacteriën hebben niet veel seksleven. De meeste prokaryotische soorten nemen niet deel aan seksuele reproductie en hebben slechts één kopie van elk gen op hun enkele eenzame chromosoom. Seksueel reproducerende organismen hebben twee sets chromosomen, één set van elke ouder, en hebben daarom twee versies van elk gen. Deze opstelling verhoogt de genetische diversiteit. Bacteriën hebben echter manieren gevonden om hun genetische diversiteit te vergroten door middel van drie recombinatietechnieken: transductie, transformatie en conjugatie.
Wat is genetische recombinatie?

Organismen evolueren vanwege veranderingen in hun genomen, de DNA-sequenties die coderen voor eiwitten en RNA's. Mutaties in DNA kunnen op elk moment voorkomen en kunnen de structuur van de geproduceerde eiwitten veranderen. Prokaryoten hebben extra manieren om hun genomen te evolueren, behalve dat ze vertrouwen op relatief zeldzame mutaties. Door genetische recombinatie kunnen individuele prokaryotische cellen DNA delen met andere individuele cellen, die niet noodzakelijkerwijs tot dezelfde soort behoren. Dit kan helpen een gunstig gen te verspreiden dat hartiger organismen produceert. Het uiterlijk van een gen dat antibioticaresistentie verleent, kan bijvoorbeeld een virulente bacteriestam veroorzaken. De cellen kunnen het nuttige gen verspreiden door genetische recombinatie, waardoor de soort kan overleven.
Transductie

Transductie is de overdracht van DNA van de ene bacterie naar de andere door de werking van virussen. Wanneer een virus een bacterie infecteert, injecteert het zijn genetisch materiaal in zijn slachtoffer en vult het de machines van de bacterie aan voor het synthetiseren van DNA, RNA en eiwitten. Soms verbindt het virale genetische materiaal zich met het DNA van de gastheer. Later haalt het virale DNA zichzelf uit het chromosoom van de bacterie, maar het proces is onnauwkeurig en bacteriële genen kunnen worden opgenomen in het nieuw vrijgemaakte virale DNA. Het virus zorgt ervoor dat de gastheer veel kopieën van het virusgenoom repliceert, samen met eventuele hostgenen voor de rit. Het virus veroorzaakt dan dat de cel scheurt, waardoor nieuwe virusdeeltjes vrijkomen die de cyclus herhalen. Op deze manier combineren genen van de ene gastheer met die van een andere gastheer, misschien van een andere soort.
Transformatie

Bepaalde soorten bacteriën kunnen DNA-segmenten, bekend als plasmiden, uit hun omgeving opnemen en de plasmiden opnemen in hun eigen chromosomen. De bacterie moet eerst in een speciale toestand komen, competentie genaamd, die transformatie mogelijk maakt. Om competentie te bereiken, moet de bacterie een aantal genen activeren die de vereiste eiwitten tot expressie brengen. Bacteriën transformeren meestal DNA van dezelfde soort. Wetenschappers gebruiken transformatie om vreemd DNA in prokaryotische cellen te introduceren door het DNA in het groeimedium op te nemen. Op deze manier kunnen onderzoekers de effecten van verschillende DNA-segmenten meten en zelfs designer-micro-organismen maken met de gewenste eigenschappen.
Vervoeging

Vervoeging is het bacteriële equivalent van seks. Het gaat om fysiek contact tussen twee cellen, mogelijk via een brugstructuur die een pilus wordt genoemd. Donorcellen moeten een klein DNA-segment bevatten, het F-plasmide, dat de ontvanger moet missen. De donorcel levert een enkele DNA-streng van het F-plasmide en draagt deze over aan de ontvanger. Het enzym DNA-polymerase synthetiseert vervolgens een complementaire streng om de normaal twee-strengige DNA-structuur te produceren. In sommige gevallen draagt de donor ook chromosomaal DNA bij dat verder is dan dat van het F-plasmide. De ontvanger combineert het donor-DNA met zijn eigen genoom