การค้นพบ DNA

T.H. Morgan ค้นพบว่ายีนอยู่บนโครโมโซม ส่วนประกอบสำคัญหลักที่อยู่บนโครโมโซมคือ โปรตีนและดีเอ็นเอ ทำให้เกิดความสนใจขึ้นว่าอะไรคือสารพันธุกรรม โปรตีนหรือดีเอ็นเอ?

การค้นพบสารพันธุกรรมได้รับประโยชน์อย่างมากจากการใช้ไวรัส

Frederik Griffith ทดลองในปี 1928 โดยใช้แบคทีเรียสองสายพันธุ์ แบบที่ก่อให้เกิดอันตรายและไม่ก่อให้เกิดอันตราย เขาฉีดแบคทีเรียทั้งสองสายพันธุ์ในหนูอย่างละกลุ่ม การทดลองพบว่าหนูที่ถูกฉีดด้วยแบคที่เรียที่ก่อให้เกิดอันตรายตาย ส่วนอีกกลุ่มไม่ตาย จากนั้นเขานำแบคทีเรียที่ไม่ก่อให้เกิดอันตรายไปทำให้ตายโดยใช้ความร้อนแล้วฉีดเข้าไปในหนู ปรากฏว่าหนูไม่ตาย หนูกลุ่มสุดท้ายถูกฉีดด้วยแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคที่ทำให้ตายแล้วผสมกับแบคทีเรียที่ไม่ก่อให้เกิดโรคที่ยังไม่ตาย ปรากฏว่าหนูตาย (รูปที่ 1) การทดลองนี้ทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Transformation ซึ่งหมายความว่าเปลี่ยนแปลงของ genotype และ phenotype ที่เกิดจากดีเอ็นเอแปลกปลอม

รูปที่ 1 การทดลองของ Griffith

จากนั้น Oswald, Maclyn, และ McCarty ค้นพบว่าสารที่ก่อให้เกิดการ transformation นั้นเกิดจากดีเอ็นเอ แต่นักวิทยาศาสตร์หลายคนยังไม่ได้เชื่อทั้งหมดเพราะข้อมูลเกี่ยวกับดีเอ็นเอในขณะนั้นมีน้อย ข้อมูลที่ได้ตามมาภายหลังได้มากจากการทดลองโดยใช้ไวรัสกลุ่มที่เรียกว่า bacteriophage (ไวรัสที่ใช้แบคทีเรียเป็นโฮสต์) ต่อมาในปี 1952 Alfred Hershey และ Martha Chase ยืนยันว่าสารพันธุกรรมคือดีเอ็นเอ พวกเขาทดลองโดยใช้ bacteriophage (หรือย่อว่า phage, อ่านว่า เฟจ) เขาใช้ส่วนประกอบของเฟจคือโปรตีนและดีเอ็นเอฉีดเข้าไปในเซลล์แบคทีเรีย E. coli แล้วนำไปหมุนเหวี่ยง (centrifugation) ทำให้ส่วนที่หนักกว่า เช่นแบคทีเรียตกลงด้านล่าง เกาะรวมกันเรียกว่า pellet ขณะที่ส่วนที่เบากว่าลอยอยู่ด้านบนซึ่งรวมถึงอาหารเลี้ยงเชื้อและส่วนประกอบของเฟจ Hershey เมื่อวัดกัมมันตภาพรังสีพบว่าส่วนด้านบนมีส่วนประกอบของ 35S ในขณะที่ส่นด้านล่าง (pellet) มีส่วนประกอบของ 32P (รูปที่ 2) Hershey และ Chase จึงสรุปว่าดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรม ไม่ใช่โปรตีน

รูปที่ 2 การทดลองของ Hershey และ Chase