Het proces waarbij twee bacteriën zich verenigen en DNA uitwisselen, staat bekend als conjugatie. Conjugatie is een vorm van horizontale genoverdracht waarmee bacteriën nieuwe genen van andere bacteriën kunnen verwerven. Tijdens de conjugatie draagt ​​een bacterie, bekend als de donor, een kopie van zijn DNA over aan een andere bacterie, bekend als de ontvanger. Het overgedragen DNA kan genen bevatten die nieuwe eigenschappen of vermogens aan de ontvangende bacterie overdragen.

Conjugatie wordt mogelijk gemaakt door gespecialiseerde structuren genaamd sex pili, die worden geproduceerd door de donorbacterie. De sekspilus fungeert als een brug tussen de donor- en de ontvangende bacterie, waardoor de overdracht van DNA mogelijk is. Het overgedragen DNA bevindt zich doorgaans op een klein cirkelvormig stukje DNA dat een plasmide wordt genoemd. Plasmiden kunnen zich onafhankelijk van het bacteriële chromosoom repliceren en kunnen genen dragen die de bacterie verschillende voordelen bieden, zoals antibioticaresistentie of het vermogen om nieuwe verbindingen te metaboliseren.

Zodra het DNA is overgebracht naar de ontvangende bacterie, kan het worden geïntegreerd in het chromosoom van de ontvanger via een proces dat homologe recombinatie wordt genoemd. Homologe recombinatie vindt plaats wanneer de overgedragen DNA-sequentie overeenkomt met een vergelijkbare sequentie in het chromosoom van de ontvanger. De ontvangende bacterie kan vervolgens de nieuw verworven genen tot expressie brengen, waardoor deze zich kan aanpassen aan nieuwe omgevingen of nieuwe functies kan verwerven.

Conjugatie speelt een belangrijke rol in de evolutie en aanpassing van bacteriën. Het stelt bacteriën in staat nieuwe genen te verwerven die hun overleving en concurrentievermogen in verschillende omgevingen kunnen verbeteren. Horizontale genoverdracht door conjugatie draagt ​​bij aan de genetische diversiteit en veelzijdigheid van bacteriepopulaties.