1869年,瑞士医生Friedrich Miescher在研究外科绷带中的脓液中的细菌时,首次分离出DNA(从细胞中提取)。这种分子是在细胞核中发现的,所以他称它为核素。
1928年,弗雷德里克-格里菲斯发现,通过将被杀死的"光滑"细菌与活的"粗糙"细菌混合,可以将"光滑"形式的肺炎球菌的特征转移到同一细菌的"粗糙"形式。这一系统首次明确提出DNA携带遗传信息。
1943年,Avery-MacLeod-McCarty实验确定DNA为转化原理。
1952年,阿尔弗雷德-赫希和玛莎-蔡斯在赫希-蔡斯实验中证实了DNA在遗传中的作用,证明DNA是T2细菌的遗传物质。
20世纪50年代,Erwin Chargaff发现,一个DNA分子中存在的胸腺嘧啶(T)的量与存在的腺嘌呤(A)的量大致相等。他发现鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)也是如此。查尔加夫的规则总结了这一发现。
1953年,James D. Watson和Francis Crick在《自然》杂志上提出了现在公认的第一个正确的DNA结构双螺旋模型。他们的DNA双螺旋分子模型当时是基于罗莎琳德-富兰克林和雷蒙德-高斯林于1952年5月拍摄的一张X射线衍射图像"照片51"。
支持沃森和克里克模型的实验证据发表在同一期《自然》杂志上的5篇系列文章中。其中,富兰克林和高斯林的论文是首次发表了自己的X射线衍射数据和原始分析方法,部分支持了沃森和克里克模型;这一期还刊登了莫里斯-威尔金斯和他的两位同事关于DNA结构的文章,他们的分析和体内B-DNA X射线模式也支持了克里克和沃森在《自然》杂志前两页提出的DNA双螺旋分子模型的双螺旋DNA构型在体内的存在。1962年,富兰克林去世后,沃森、克里克和威尔金斯共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。诺贝尔奖在当时只授予在世的获奖者。关于这一发现的功劳应该归谁的争论还在继续。
1957年,克里克在分子生物学的核心教条中解释了DNA、RNA和蛋白质之间的关系。
DNA是如何被复制的(复制机制)是在1958年通过Meselson-Stahl实验得出的。克里克和同事们的更多工作表明,遗传密码是基于非重叠的三倍碱基,称为密码子。这些发现代表了分子生物学的诞生。
沃森和克里克是如何得到富兰克林的成果的,一直备受争议。克里克、沃森和莫里斯-威尔金斯因其在DNA方面的工作于1962年获得诺贝尔奖--罗莎琳德-富兰克林已于1958年去世。