Selv om det er kjent i dag at egenskaper overføres fra foreldre til barn av DNA, var det ikke alltid tilfelle. På 1800-tallet hadde forskere ingen anelse om hvordan genetisk informasjon ble arvet. Tidlig til midten av 1900-tallet identifiserte imidlertid en serie smarte eksperimenter DNA som molekylet som organismer brukte til å overføre genetisk informasjon.
Griffiths eksperiment
På begynnelsen av 1900-tallet visste forskere at arvelig informasjon ble overført fra foreldre til barn i form av diskrete enheter de kalte gener. De visste imidlertid ikke hvor eller hvordan denne informasjonen ble lagret og brukt av cellens biokjemiske prosesser.
I 1928 injiserte den engelske forskeren Fred Griffiths mus med IIIS-type Streptococcus pneumoniae-bakterier, som er dødelige for mus, og IIR-typen S. lungebetennelse, som ikke er dødelig. Hvis ikke IIIS-bakteriene ble varmedratt, døde musene; hvis de ble varmedrepte, levde musene.
Det som skjedde neste gang forandret genetikkens historie. Griffiths blandet varmedrepte IIIS og levende IIR-bakterier og injiserte dem i musene. I motsetning til hva han forventet, døde musene. På en eller annen måte ble genetisk informasjon overført fra de døde IIIS-bakteriene til den levende IIR-stammen.
Avery-eksperiment
I samarbeid med flere andre forskere ønsket Oswald Avery å vite hva som hadde blitt overført mellom IIIS- og IIR-bakteriene i Griffiths-eksperimentet. Han tok varmedrepte IIIS-bakterier og brøt dem opp i en blanding av proteiner, DNA og RNA. Deretter behandlet han denne blandingen med en av tre typer enzymer: de som ødelegger proteiner, DNA eller RNA. Til slutt tok han den resulterende blandingen og inkuberte den med levende IIR-bakterier. Når RNA eller proteiner ble ødelagt, plukket IIR-bakteriene fremdeles opp den IIIS genetiske informasjonen og ble dødelig. Når DNA ble ødelagt, forble imidlertid IIR-bakteriene uendret. Avery innså at genetisk informasjon må lagres i DNA.
Hershey-Chase eksperiment
Teamet til Alfred Hershey og Martha Chase bestemte hvordan genetisk informasjon arves. De brukte en type virus som infiserer Escherichia coli (E. coli), en art av bakterier som finnes i tarmen hos mennesker og dyr. De vokste E. coli i et medium som inkluderte radioaktivt svovel, som ville bli innlemmet i proteiner, eller radioaktivt fosfor, som ville bli innlemmet i DNA.
De smittet E. coli med viruset og overførte den resulterende viralkulturen til en annen, umerket batch av E. coli dyrket på medium uten radioaktive elementer. Den første gruppen av virus var nå ikke-radioaktive, noe som indikerer at protein ikke overføres fra foreldre til dattervirus. Derimot forble den andre gruppen av virus radioaktive, noe som indikerer at DNA ble overført fra en generasjon virus til den neste.
Watson og Crick
I 1952 visste forskere at gener og arvelig informasjon måtte lagres i DNA. I 1953 oppdaget James Watson og Francis Crick strukturen til DNA. De utarbeidet strukturen ved å samle data fra tidligere eksperimenter og bruke den til å bygge en molekylær modell. DNA-modellen deres ble laget av wire- og metallplater, omtrent som plastsettene studentene bruker i organisk kjemi-klasser i dag.