Dns
Posmā no 1930. līdz 1960. gadam notika ļoti aizraujoši zinātniskie pētījumi. Šajā laikā Amerikas Savienoto valstu un Eiropas zinātnieki cītīgi izgaisināja šaubu mākoņus vienā no elementārākajiem jautājumiem, kāds jebkad zinātnē uzdots. Šis jautājums bija šāds: kas tieši ir ģenētiskais materiāls? Atbildi Atrast nebija viegli.
Ģenētiķi zināja, ka hromosomas sastāv no proteīniem un DNS (dezoksiribonukleīnskābe). No šīm divām organiskajām vielām šķietami komplicētākie proteīni. Tie sastāv no ļoti daudzām 20 aminoskābju secībām. Šīs aminoskābju virtenes var salocīties un saritināties, veidojot ļoti sarežģītas formas. Turpretī DNS sastāv tikai no 4 dažādiem nukleotīdiem. Neapšaubāmi, dzīvības formu daudzveidība uz Zemes ir atkarīga no bezgalīgi daudziem proteīniem. Pateicoties vairākiem rūpīgiem eksperimentiem 20. gs. piecdesmito gadu vidū pētnieki saprata, ģenētiskais materiāls ir nevis proteīni, bet gan DNS. Šis jautājums savukārt radīja citu jautājumu: kāda īsti ir DNS struktūra? Tālaika biologi saprata, ka tā vārds, kurš atklās DNS struktūru, ieies vēsturē. Tāpēc pētnieki centās cits citu apsteigt. Pamazām pavediens pie pavediena pievienojās kopējai ainai, līdz elpu aizraujošas DNS zīmējums (dubultspirāle) tika atrasts.
1869. gadā Šveicietis Fridrihs Mišers no strutās esošajām šūnām izdalīja kodolus un atklāja, ka tie satur vielu, ko nosauca par nukleīnu. Viņš secināja, ka nukleīnā ir daudz fosfora un maz sēra. Ar to tas atšķīrās no proteīniem. Zīnātnikeu Hēršija un Čeisas eksperimenti pierādīja, ka bakteriofāga T2 ģenētiskais materiāls ir nevis proiteīni, bet gan DNS. Vēlāk citi ķīmiķi pētīt nukleīnu un atklāja, ka tas satur skābu vielu, ko nosauca par nukleīnskābi. Drīz noskaidrojās ka ir divu veidu nukleīnskābes: DNS (dezoksiribonukleīnskābe) un RNS (ribonukleīnskābe). 20. gadsimta sākumā atklāja, ka nukleīnskābes satur četrus nukleotīdus. Divos nukleotīdos ietilpst purīnbāzes – adenīns (A) un guanīns (G), un divos pārējos etilpst pirimidīnbāzes – timīns (T) un citozīns (C). DNS dažādām sugām ir atšķirīga, tomēr sugas ietvaros DNS ir patstāvīga. A procentuālais daudzums ir vienāds ar T procentuālo daudzumu, un G procentuālais daudzums ir vienāds ar C procentuālo daudzumu. A+G daudzums vienmēr ir 50%, un T+C daudzums arī ir 50%, šīs sakarības sauc par Čārgafa likumiem. Čārgafs noskaidroja, ka bāzu pāri var būt sakārtoti DNS molekulā jebkurā secībā. Iespējamais kombinācīju skaits ir milzīgs. Piemēram, ir aprēķināts, ka cilvēka hromosomā ir vidēji 140 miljoni bāzu pāru. Tā kā jebkurš no četriem nukleotīdiem var atrasties jebkurā nukleotīda vietā, kopējais nukleotīdu secību iespējamais skaitlis ir 4140000000. Tāpēc nav jābrīnās, ka katrai sugai ir savs bāzu procentuālais daudzums. Rozalinda Frenklina DNS struktūru pētīja ar rentgenstariem. Viņa atklāja, ka viskozu, koncentrētu DNS šķīdumu var sadalīt pavedienos. Noteiktos apstākļos šie pavedieni atgādina kristālu (cieta viela, kuras atomi ir izvietoti noteiktā kārtībā). Ejot caur šādu DNS rentgenstari uz fotofilmas veido attēlu. Franklinas iegūtais DNS attēls parādīja, ka DNS ir spirāliska, tās struktūras daudzkārt atkārtojas un tai ir noteiktas dimensijas. Amerikānis Džeimss Votsons Kembridžā Kavendiša laboratorijā strādāja ar savu pēcdoktorantūras zinātnisko darbu kopā ar biofiziķi Frānsisu H. C. Kriku. Izmantojot iepriekš minētos rezultātus viņi izveidoja DNS modeli. Par DNS Modeļa izveidošanu viņi 1962. gadā saņēma Nobela prēmiju.