1933年，遺傳學家伊弗雷斯獲得洛氏基金的資助來到加州研究果蠅遺傳學和胚胎學之間的關係，比德爾開始加盟這一行列，並進行了一些開創性的嚐試。他們研究了果蠅成蟲器官移植對性狀發育的影響，並成功地將一隻果蠅的眼睛移植到另一隻果蠅身上，他們為此還在咖啡館中慶祝一番。
1935年，他們在巴黎繼續著他們的研究，他們把一隻果蠅眼色基因發生了突變的眼芽移植到另一隻眼色突變型的果蠅胚胎上，結果長出來的眼睛的眼色是野生型的。他們接著做了大量的突變體移植，令人困惑的結果使他們開始思索眼色的化學機製並由此更深入地思考遺傳的化學機製。
眼睛之所以能顯現出顏色，乃是由於其中含有一種化學物質即色素，色素物質是體內一係列化學反應的結果。他們設想至少存在著兩步化學反應，其中基因A控製物質a的生成，基因B控製物質b的生成，而a是b的前體物質，b又是野生型眼色的前體物質。他們一開始的突變體移植是把A突變而B完好的果蠅眼芽移植到A完好而B突變的果蠅胚胎上，兩者剛好鑲嵌互補為野生型。如果A和B均被破壞，那麼果蠅的眼睛就沒有色素，表現為白眼。然而讓人感到奇怪的是，他們並沒有提出基因如何實現這種控製的假說。
結構學派
生化學派給基因的生物化學功能勾畫了一個粗略的輪廓。但在物理學家眼裏，是結構決定著功能，對結構了解得越精細，則從其中推導出功能信息的可能性就越大，準確性越高。這就是當時概念尚未十分明確但氣氛卻非常濃鬱的還原論。
結構學派的根據地是英國劍橋大學著名的卡文迪許實驗室。1937年，勞倫斯·布拉格爵士接替剛去世的盧瑟福，擔任該室的第四任首席教授。勞倫斯·布拉格與他的父親威廉·亨利·布拉格一起，應用X光衍射法研究晶體的結構，提出有名的布拉格公式。早在1915年當他25歲時，就與他的父親共同榮獲了諾貝爾物理學獎。
在布拉格的領導之下，卡文迪許實驗室聚集了一批從事蛋白質晶體學研究的科學家，其中有貝納爾、佩魯茲和肯德魯等。
一個蛋白質分子由一條到幾條肽鏈組成。肽鏈是由許多不同氨基酸分子縮水而生成的長鏈。這些長鏈很清楚地折疊起來，構成各種各樣的形態，如近球狀的、纖維狀的，等等。這些折疊往往要經過好幾次，猶如一個很長的彈簧或軟發夾，必須進一步折疊才能放入工具箱或化妝盒一樣。
布拉格小組早初得出的蛋白質分子結構模型，是一個錯誤的模型。他們犯錯誤的原因是，把所有模型都做成了整數倍軸，即一個螺旋中包含著整數個氨基酸單位。這大概是畢達哥拉斯主義的幽靈在作怪。
成功的模型卻在美國產生了。鮑林當時是加州理工學院的教授。他最先將量子力學應用於化學鍵的研究，得出關於有機化合物分子結構的“共振論”，榮獲1954年的諾貝爾化學獎。當時，他正領導著一個很有才華的研究小組，應用有機化學理論研究生命現象。鮑林在構建蛋白質分子的結構模型時，並不試圖讓螺旋軸整數倍化，而是任其自然地折疊。按鮑林模型，每螺旋包含3.6個氨基酸，這就是有名的蛋白質α螺旋模型。鮑林把這一模型與當時已知的一些多肽鏈的X射線衍射圖進行了比較，發現能很好地符合。他們的成果發表在1951年《美國科學院院刊》上。後來，大量的證據充分證明了鮑林α螺旋模型的正確性。
兩年之後，1953年，兩位青年科學沃森和克裏克應用類似的方法建立了脫氧核糖核酸分子結構的有名的雙螺旋模型。DNA作為基因的化學本質也已在1944年得到證明。這時候，信息學派、生化學派和結構學派開始合流，相互融合，終於將基因研究推向分子水平，推動了分子遺傳學的誕生和發展。