Ultramikrobakteriler , tüm büyüme koşullarında 0,1 μm³’ten daha küçük olan bakterilerdir. Bu terim , 1981 yılında deniz suyunda çapı 0,3 μm’den küçük olan kokları tanımlamak için ortaya atılmıştır.
Ultramikrobakteriler ayrıca topraktan da elde edilmiştir ve gram-pozitif , gram-negatif ve hücre duvarı olmayan türlerin bir karışımı gibi görünmektedir.
Ultramikrobakteriler , küçük boyutları nedeniyle nispeten yüksek bir yüzey alanı/hacim oranına sahiptir ; bu da oligotrofik (yani besin bakımından fakir) koşullar altında büyümelerine yardımcı olur.
Ultramikrobakterilerin nispeten küçük boyutu, daha büyük organizmaların parazitliğini de mümkün kılar; bazı ultramikrobakterilerin çeşitli ökaryot ve prokaryotların zorunlu veya isteğe bağlı parazitleri olduğu gözlemlenmiştir. Ultramikrobakterilerin küçük boyutlarına ulaşmalarını sağlayan faktörlerden biri, genom minimizasyonu gibi görünüyor, örneğin 1,3 Mb’lık küçük genomu, kodlayıcı olmayan DNA , transpozonlar , ekstrakromozomal elementler vb. gibi yabancı genetik elementlerden yoksun gibi görünen ultramikrobakteri P. ubique örneğinde olduğu gibi. Bununla birlikte, ultramikrobakterilerden elde edilen genomik veriler eksiktir , çünkü ultramikrobakterilerin incelenmesi, diğer birçok prokaryot gibi, bunların yetiştirilmesindeki zorluklar nedeniyle engellenmektedir.
UC Berkeley’deki Berkeley Laboratuvarı’ndan mikrobakteriyel çalışmalar, ultra küçük mikrobiyal türlerin ayrıntılı mikroskopi görüntülerini üretti. Görüntülenen hücrelerin ortalama hacmi 0,009 μm³ olup , bu da yaklaşık 150.000 tanesinin bir insan saçının ucuna sığabileceği anlamına gelir. Bu bakteriler yeraltı suyu örneklerinde bulundu ve 2 boyutlu ve 3 boyutlu kriyojenik iletim elektron mikroskobu ile analiz edildi. Yaklaşık 1 milyon baz çifti uzunluğundaki bu ultra küçük bakteriler, yoğun DNA sarmalları, az sayıda ribozom, saç benzeri lifli uzantılar ve en aza indirilmiş metabolik sistemler sergiler. Bu tür hücreler muhtemelen temel besin maddelerinin ve metabolitlerin çoğunu diğer bakterilerden alırlar. Ultra küçük boyut aralığındaki bakterilerin oldukça yaygın ancak tespit edilmesinin zor olduğu düşünülmektedir.
Ultramikrobakteriler genellikle ultramikrohücrelerle karıştırılır; ikincisi, açlık koşulları altında oluşan daha büyük hücrelerin uykuda olan, strese dayanıklı formlarıdır (yani bu daha büyük hücreler metabolizmalarını düşürür, büyümeyi durdurur ve DNA’larını stabilize ederek yıllarca canlı kalan ultramikrohücreler oluşturur ), oysa ultramikrobakterilerin küçük boyutu bir açlık tepkisi değildir ve besin açısından zengin koşullar altında bile tutarlıdır.
Bilimsel literatürde “nanobakteri” terimi bazen ultramikrobakteri ile eş anlamlı olarak kullanılır ancak ultramikrobakteriler, çapı 0,1 μm olan canlı organizmalar olduğu öne sürülen nanobakterilerden veya “kalsifiye edici nanopartiküllerden” farklıdır. Bu yapıların artık cansız olduğu ve muhtemelen inorganik malzemenin çökelmiş parçacıkları olduğu düşünülmektedir