遺傳學始終是生物學領域中的“領頭羊”，從拉馬克的“用進廢退”，孟德爾的“遺傳因子”，到摩爾根的“基因論”。它的每一次重大發現，都會引起生命科學，乃至整個人類社會發生巨大變化。
遺傳基因究竟是一種什麼樣的東西？這一重大生命科學之謎，從20世紀初開始，吸引著眾多生物學家，還有物理、化學家。各路科學大軍，從不同方麵對奪取“遺傳密碼”展開了“攻堅戰”。
遺傳物質DNA的發現
早在1869年，瑞士有位專攻細胞核化學組成的青年生物化學家米歇爾，在他用胃蛋白酶來分解人體膿細胞的蛋白質時，發現胃蛋白酶可以把細胞質中的蛋白質全部分解，但對細胞核卻無能為力。看到這個現象後，米歇爾決心揭開細胞核化學組成這個謎。經過細致的化學分析，他發現細胞核主要是由一種含磷物質構成的，它與蛋白質完全不同，稱之為核酸。
後來德國著名化學家科賽爾進一步研究了核酸的分子結構，發現核酸是由核糖、磷酸和有機堿三種物質構成。
名師出高徒。科賽爾的學生，俄國出生的美國生物化學家萊文又發現，核酸裏有五個碳原子組成的五碳糖分子。他明確指出，前人發現的酵母核酸和胸腺核酸的差別就在這個五碳糖分子上，是兩種不同的核酸。他把酵母核酸中五碳糖叫核糖，而這種酵母核酸就叫做核糖核酸，英文縮寫為RNA；另一種胸腺核酸中的五碳糖比核糖少了一個氧原子，把它定名為脫氧核糖核酸，英文縮寫就是DNA。細胞核裏的DNA有什麼作用呢？
科學探索的道路有時也會有曲折，上述重大發現，當時隻看成是弄清楚了細胞核的化學組成，在20世紀40年代前，並沒有引起人們的關注。不少研究尋找遺傳基因化學實體的科學家，都還是在蛋白質或者酶上打主意，結果都沒有找到，因為基因不在蛋白質上。遺傳基因到底在哪裏？
1928年，英國的細菌學家格裏弗斯做了一個非常有意義的實驗。肺炎球菌有兩種類型：一種是有毒的，可使人得肺炎和致死小老鼠，稱之為S型；另一種無毒喪失了致病能力，稱為R型。格裏弗斯給小老鼠注射R型活細菌，小老鼠未死亡；注射經加熱殺死後的S型細菌，也未死亡；而將加熱殺死的S型細菌和活的R型細菌同時注入一個鼠體內，小老鼠卻死亡了。
格裏弗斯分析這一現象認為可能是S型細菌內的一種“轉化因子”進入了R型細菌，使R型的本性發生了改變，由無毒型轉化成了有毒型，
使殺死了的S型細菌又複活了。美國的艾弗裏等生化學家，對這種奇異的轉化現象，十分重視，決心把它弄個水落石出。1944年，艾弗裏和他的助手們進一步做了一個實驗：他們將大量S型細菌細胞破碎，從中分離，提取出糖類、脂類、各種蛋白質、DNA和RNA等。然後將它們分別與R型細菌混合培養。結果發現，隻有在DNA的混合培養液中是S型細菌，而其他各種培養液中都是R型細菌。
艾弗裏的實驗證實，決定性狀的遺傳物質就是DNA。由此，DNA再度引起人們的注意。
到了20世紀50年代，細胞化學、生物化學、細菌學的研究方法和思維摸式，已經十分和諧地與遺傳學研究結合了起來，與此同時，物理、化學的進步，也為生物學研究提供了許多先進技術設備，如X射線衍射、電子顯微鏡、超速離心機和電子計算機等，它們都是進入分子水平的遺傳學研究所必需的條件。眾多科學家運用各種手段，對破譯生物遺傳密碼，DNA的分子結構發起了總攻，然而首先揭開這一奧秘的卻是兩個年輕人。
沃森和克裏克
沃森1928年生於美國芝加哥，少年時期聰穎勤奮，學習成績一直名列前茅。中學畢業後，進入印第安那州立大學學習動物學，依他的成績原本可以留校，師從當時因使用X光誘導果蠅基因突變名震生物學界的穆勒教授，繼續進行果蠅研究。但薛定諤的名著《生命是什麼》改變了沃森的選擇，他認為果蠅的黃金時代已經過去了，要從新的角度去探索生命遺傳基因的奧秘。