Если рассматривать делящуюся клетку в микроскоп, то в ее ядре можно увидеть продолговатые тельца, хорошо окрашиваемые специальными красителями,- хромосомы (от "хрома"-"цвет" и "сома"-* "тело"). Во время деления хромосомы похожи на четки: на центральную нить нанизаны утолщенные тельца. Оказалось, что хромосомы существуют в виде отдельных, физиологически и структурно обособленных единиц и в промежутках между делениями, хотя у многих клеток они в это время не окрашиваются красителями и не видны в микроскоп.
Число хромосом в любой клетке организма данного вида строго постоянно. У человека их 46, у маленького рачка — 208, а у микроскопической радиолярии — целых 1600. На одной из стадий деления количество хромосом удваивается* так что? например, делящаяся клетка человека содержит некоторое время не 46, а 92 хромосомы. После этого ядро клетки делится пополам, и половина хромосом оказывается в одном, а половина в другом новообразованном ядре. Оказалось, что практически вся ДНК клетки находится в хромосомах. Более того, в хромосоме бактерий ничего, кроме ДНК, вообще не содержится. Таким образом, удвоение хромосом — это удвоение ДНК.
Как только стало ясно, что в ядрах клеток сосредоточена наследственная информация и что эта информация дискретна и передается в виде неизменных порций — генов в различных их комбинациях, генетики широким фронтом развернули эксперименты, из которых стали вырисовываться количественные закономерности, управляющие наследственностью с ее изменениями. Было обнаружено, что действуя на хромосомы различными излучениями и химически активными веществами, можно вызвать мутации, т. е. изменения наследственных признаков. Все хромосомы выглядят под микроскопом не совсем одинаково. Сопоставляя вид хромосом с изменениями внешних признаков, удалось построить карты генов — генетики уже точно знали, где, на какой хромосоме, в каком месте располагается тот или иной ген, например ген окраски глаз или формы крыльев, у плодовой мушки — дрозофилы. Но молекулярная природа генов все еще не была известна, не было понятно, каким образом воспроизводится наследственный материал.
В 1927 г. русский биолог Н. К. Кольцов в статье "Наследственные молекулы" высказал предположение, что в ядрах клеток, а точнее — в хромосомах, находятся длинные полимерные молекулы. Вдоль такой молекулы и располагаются отдельные участки, управляющие передачей тех или иных признаков, — гены.
