Le mécanisme de conjugaison a été mis en évidence pour la première fois en 1946 par Joshua Lederberg et Edward L. Tatum, deux scientifiques américains. Lederberg était persuadé que le transfert de matériel génétique chez les bactéries ne se faisait pas uniquement par multiplication cellulaire. Pour étayer son hypothèse, il mit en place une expérience en mélangeant, en milieu liquide, deux mutants d', le premier étant déficient pour la synthèse de thréonine, leucine et thiamine, le second déficient pour la synthèse de la biotine, de la phénylalanine et de la cystéine. L'ultrastructure de la cellule bactérienne. Après quelques heures, il étala la culture sur un milieu minimum (sans thréonine, leucine, etc). 24 heures après, il a pu observer la croissance de centaines de colonies, qui ne pouvaient être autre que Thr+, Leu+, Thiamine+, Biotine+, Phé+, et Cys+, (voir schéma de l'expérience ci-dessous). Lederberg avait vu juste, les résultats de ces recherches ont été publiés dans Nature en 1946. « Gene recombination in Escherichia coli » J. Lederberg, E. L. Tatum, Nature, Vol 158, 19 octobre 1946 Cette découverte lui a d'ailleurs valu le Prix Nobel de médecine en 1958.
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Outre certaines parties et composants cellulaires tels que les nucléoïdes, les ribosomes et les corps d'inclusion, le cytoplasme d'une cellule bactérienne contient également une molécule d' ADN auxiliaire circulaire (ou parfois linéaire) appelée plasmide. Ce morceau d'ADN extra- chromosomique participe à la division cellulaire et confère à la cellule bactérienne des propriétés telles que la résistance aux antibiotiques et la capacité d'infecter d'autres cellules connues sous le nom de pathogénicité. nucléoïde: c'est la région où se trouve l'ADN circulaire unique des bactéries. Schéma cellule bacterienne . La taille de l'ADN bactérien varie généralement de 160 000 paires de bases à 12 200 000 paires de bases (12, 2 Mpb). Le nucléoïde n'est pas lié à la membrane mais est simplement une zone du cytoplasme où se trouvent les brins d'ADN. Ribosomes: ce sont des structures granuleuses qui se trouvent dispersées de manière inégale dans le cytoplasme, ce qui aide les bactéries à synthétiser des protéines. Organites ( organelles, corps d'inclusion): ce sont des structures non vivantes présentes dans le cytoplasme.