Началось это с открытия биохимиками и физиками структуры и биологической функции их молекул. При этом решающую роль в повороте методологии биологов, несомненно, сыграла расшифровка функций и организации молекулы ДНК. В памяти нашего поколения (30-е гг. и начало 40-х) еще сохранились остатки прежних представлений о так называемой «тимонуклеиновой кислоте» (с конца 19-го века источником получения ДНК был главным образом тимус животных) как о полимере тетрануклеотида, немногим сложнее крахмала.
Открытию ДНК в новом качестве предшествовали классические исследования Эрвина Чаргафа (1950) и Джеймса Давидсона (1955), которые показали ее специфичность для организмов по составу нуклеотидов и установили ряд строгих числовых отношений между нуклеотидами в ее молекуле. Они известны как «правила Чаргафа». Затем это легло в основу модели двуспиральной структуры молекулы ДНК: ее предложили биохимик Дж. Уотсон и физик Ф. Крик весной 1953 г.
Первое время ДНК находили только у животных, а РНК только у растений. Р. Фёльгену и Х. Розенбеку в 1924 г. посредством качественной микрохимической реакции удалось показать широкое распространение ДНК у растений. Окончательно общность ее для животных и растений биохимически доказали в 1936 г. А. Н. Белозерский и И. Дубровская.
По крайней мере до 1950 г. не существовало единого мнения о том, к какому классу молекул принадлежат гены. Модель Уотсона-Крика убедительно показала, что это ДНК.
Вскоре Дж. Кендрью расшифровал третичную структуру миоглобина, а Макс Перутц — четвертичную структуру гемоглобина. Был открыт матричный принцип биосинтеза молекул нуклеиновых кислот и белков, раскрыты механизмы молекулярного кодирования — универсального способа передачи генетической информации от ДНК белкам, выявлена молекулярная организация генома и в принципе решена проблема гена.
Все это произошло в течение первого десятилетия после опубликования двуспиральной модели ДНК, и 1953 стал годом отсчета молекулярной биологии.
Молекулярная биология как наука дала свойственные ей методы, в числе которых — внеклеточный матричный синтез белков, нуклеиновых кислот, клонирование гена, многочисленные варианты молекулярной гибридизации, рестрикционный анализ ДНК, перенос генов, или трансгеноз, и многие другие манипуляции с молекулами, открывшие новые пути и возможности генетического и филогенетического анализа в познании коренных процессов, лежащих в основе развития организма.
