Here we determine the complete genomic sequence of the Gram negative, γ-Proteobacterium Vibrio cholerae El Tor N16961 to be 4,033,460 base pairs (bp). The genome consists of two circular chromosomes of 2,961,146 bp and 1,072,314 bp that together encode 3,885 open reading frames. The vast majority of recognizable genes for essential cell functions (such as DNA replication, transcription, translation and cell-wall biosynthesis) and pathogenicity (for example, toxins, surface antigens and adhesins) are located on the large chromosome. In contrast, the small chromosome contains a larger fraction (59%) of hypothetical genes compared with the large chromosome (42%), and also contains many more genes that appear to have origins other than the γ-Proteobacteria. The small chromosome also carries a gene capture system (the integron island) and host ‘addiction’ genes that are typically found on plasmids; thus, the small chromosome may have originally been a megaplasmid that was captured by an ancestral Vibrio species. The V. cholerae genomic sequence provides a starting point for understanding how a free-living, environmental organism emerged to become a significant human bacterial pathogen.

Archaeoglobus fulgidus is the first sulphur-metabolizing organism to have its genome sequence determined. Its genome of 2,178,400 base pairs contains 2,436 open reading frames (ORFs). The information processing systems and the biosynthetic pathways for essential components (nucleotides, amino acids and cofactors) have extensive correlation with their counterparts in the archaeon Methanococcus jannaschii . The genomes of these two Archaea indicate dramatic differences in the way these organisms sense their environment, perform regulatory and transport functions, and gain energy. In contrast to M. jannaschii , A. fulgidus has fewer restriction–modification systems, and none of its genes appears to contain inteins. A quarter (651 ORFs) of the A. fulgidus genome encodes functionally uncharacterized yet conserved proteins, two-thirds of which are shared with M. jannaschii (428 ORFs). Another quarter of the genome encodes new proteins indicating substantial archaeal gene diversity.

The 2,160,837–base pair genome sequence of an isolate of Streptococcus pneumoniae , a Gram-positive pathogen that causes pneumonia, bacteremia, meningitis, and otitis media, contains 2236 predicted coding regions; of these, 1440 (64%) were assigned a biological role. Approximately 5% of the genome is composed of insertion sequences that may contribute to genome rearrangements through uptake of foreign DNA. Extracellular enzyme systems for the metabolism of polysaccharides and hexosamines provide a substantial source of carbon and nitrogen for S. pneumoniae and also damage host tissues and facilitate colonization. A motif identified within the signal peptide of proteins is potentially involved in targeting these proteins to the cell surface of low–guanine/cytosine (GC) Gram-positive species. Several surface-exposed proteins that may serve as potential vaccine candidates were identified. Comparative genome hybridization with DNA arrays revealed strain differences in S. pneumoniae that could contribute to differences in virulence and antigenicity.

The 2,272,351-base pair genome of Neisseria meningitidis strain MC58 (serogroup B), a causative agent of meningitis and septicemia, contains 2158 predicted coding regions, 1158 (53.7%) of which were assigned a biological role. Three major islands of horizontal DNA transfer were identified; two of these contain genes encoding proteins involved in pathogenicity, and the third island contains coding sequences only for hypothetical proteins. Insights into the commensal and virulence behavior of N. meningitidis can be gleaned from the genome, in which sequences for structural proteins of the pilus are clustered and several coding regions unique to serogroup B capsular polysaccharide synthesis can be identified. Finally, N. meningitidis contains more genes that undergo phase variation than any pathogen studied to date, a mechanism that controls their expression and contributes to the evasion of the host immune system.

The complete genome sequence of Treponema pallidum was determined and shown to be 1,138,006 base pairs containing 1041 predicted coding sequences (open reading frames). Systems for DNA replication, transcription, translation, and repair are intact, but catabolic and biosynthetic activities are minimized. The number of identifiable transporters is small, and no phosphoenolpyruvate:phosphotransferase carbohydrate transporters were found. Potential virulence factors include a family of 12 potential membrane proteins and several putative hemolysins. Comparison of the T. pallidum genome sequence with that of another pathogenic spirochete, Borrelia burgdorferi , the agent of Lyme disease, identified unique and common genes and substantiates the considerable diversity observed among pathogenic spirochetes.

The complete genome sequence of the radiation-resistant bacterium Deinococcus radiodurans R1 is composed of two chromosomes (2,648,638 and 412,348 base pairs), a megaplasmid (177,466 base pairs), and a small plasmid (45,704 base pairs), yielding a total genome of 3,284,156 base pairs. Multiple components distributed on the chromosomes and megaplasmid that contribute to the ability of D. radiodurans to survive under conditions of starvation, oxidative stress, and high amounts of DNA damage were identified. Deinococcus radiodurans represents an organism in which all systems for DNA repair, DNA damage export, desiccation and starvation recovery, and genetic redundancy are present in one cell.

We have determined that Borrelia burgdorferi strain B31 MI carries 21 extrachromosomal DNA elements, the largest number known for any bacterium. Among these are 12 linear and nine circular plasmids, whose sequences total 610 694 bp. We report here the nucleotide sequence of three linear and seven circular plasmids (comprising 290 546 bp) in this infectious isolate. This completes the genome sequencing project for this organism; its genome size is 1 521 419 bp (plus about 2000 bp of undetermined telomeric sequences). Analysis of the sequence implies that there has been extensive and sometimes rather recent DNA rearrangement among a number of the linear plasmids. Many of these events appear to have been mediated by recombinational processes that formed duplications. These many regions of similarity are reflected in the fact that most plasmid genes are members of one of the genome's 161 paralogous gene families; 107 of these gene families, which vary in size from two to 41 members, contain at least one plasmid gene. These rearrangements appear to have contributed to a surprisingly large number of apparently non‐functional pseudogenes, a very unusual feature for a prokaryotic genome. The presence of these damaged genes suggests that some of the plasmids may be in a period of rapid evolution. The sequence predicts 535 plasmid genes ≥300 bp in length that may be intact and 167 apparently mutationally damaged and/or unexpressed genes (pseudogenes). The large majority, over 90%, of genes on these plasmids have no convincing similarity to genes outside Borrelia , suggesting that they perform specialized functions.