ในปี ค.ศ. 1869 โยฮันน์ ฟรีดริช มีเชอร์ นักเคมีชาวสวิสได้ศึกษาองค์ประกอบของนิวเคลียสของเซลล์เม็ดเลือดขาวที่ตายแล้วบนผ้าพันแผล มีเชอร์ทดลองนำเซลล์เม็ดเลือดขาวมาย่อยโปรตีนออก แต่พบว่ามีสารชนิดหนึ่งภายในนิวเคลียสที่ไม่สามารถย่อยได้ จึงนำสารนี้มาวิเคราะห์องค์ประกอบต่อ มีเชอร์พบว่าสารนี้ประกอบด้วยธาตุ C H O และ P และสารนี้ก็ไม่ใช่ทั้งลิพิด โปรตีน หรือคาร์โบไฮเดรต จึงเรียกสารนี้ว่านิวคลีอิน (Nuclein) เนื่องจากเป็นสารที่อยู่ในนิวเคลียส แต่ต่อมาพบว่าสารนี้มีสมบัติเป็นกรดจึงเรียกว่ากรดนิวคลีอิก (Nucleic acid) 

ในปี ค.ศ. 1928 เฟร็ดเดอริก กริฟฟิทช์ แพทย์ชาวอังกฤษค้นพบว่า “มีสารบางอย่างทำให้แบคทีเรีย Streptococcus pneumonia เกิดการแปลสภาพ จากสายพันธุ์  R (ไม่ก่อโรค) เป็นสายพันธุ์  S (ก่อโรค) ” โดยกริฟฟิทช์ทำการทดลองทั้งหมด 4 ชุด ดังนี้

การทดลองชุดที่ 1 ทดลองฉีดแบคทีเรียสายพันธุ์ R เข้าไปในหนูทดลอง ปรากฏว่าหนูไม่ตาย

การทดลองชุดที่ 2 ทดลองฉีดแบคทีเรียสายพันธุ์ S เข้าไปในหนูทดลอง ปรากฏว่าหนูตาย

การทดลองชุดที่ 3 ฆ่าแบคทีเรียสายพันธุ์ S ให้ตายด้วยความร้อน จากนั้นจึงฉีดเข้าไปในหนูทดลอง ปรากฏว่าหนูไม่ตาย

การทดลองชุดที่ 4 นำแบคทีเรียสายพันธุ์ S ที่ตายแล้วมาผสมกับแบคทีเรียสายพันธุ์ R ที่ยังมีชีวิต แล้วฉีดเข้าไปในหนูทดลอง ปรากฏว่าหนูตาย และเมื่อนำเลือดของหนูไปตรวจก็พบว่ามีทั้งแบคทีเรียสายพันธุ์ R และ S                                                    
        จากการทดลอง นี้ทำให้กริฟฟิทช์สรุปได้ว่า “มีสารบางอย่างจากแบคทีเรียสายพันธุ์  S เข้าไปทำให้แบคทีเรียสายพันธุ์ R แปลสภาพเป็นแบคทีเรียสายพันธุ์  S ” เราเรียกกระบวนการนี้ว่า Transformation แต่กริฟฟิทช์ก็ยังไม่รู้ว่าสารที่ว่านี้คืออะไร

        ในปี ค.ศ. 1944 เอเวอรี่และคณะจึงทำการทดลองต่อจากเฟร็ดเดอริก กริฟฟิทช์ โดยนำแบคทีเรียสายพันธุ์ S มาฆ่าให้ตายด้วยความร้อน สกัดออกมาเป็น 4 หลอด แล้วเติมเอนไซม์ที่แตกต่างกัน

หลอดที่ 1 ไม่เติมเอนไซม์อะไรเลย (เป็นชุดควบคุมการทดลอง) > แบคทีเรียสายพันธุ์ S ในหลอดที่ 4 มี RNA, DNA และโปรตีน

หลอดที่ 2 เติมเอนไซม์ Protease เพื่อย่อยโปรตีน > แบคทีเรีย S ในหลอดที่ 2 ไม่มีโปรตีน

หลอดที่ 3 เติมเอนไซม์ Ribonuclease เพื่อย่อย RNA > แบคทีเรียสายพันธุ์ S ในหลอดที่ 1 ไม่มี RNA

หลอดที่ 4 เติมเอนไซม์ Deoxyribonuclease เพื่อย่อย DNA > แบคทีเรียสายพันธุ์ S ในหลอดที่ 3 ไม่มี DNA

        จากนั้นจึงเติมแบคทีเรียสายพันธุ์ R ลงไปในหลอดทดลองทั้ง 4 เมื่อทิ้งไว้ระยะหนึ่งจึงพบว่า

หลอดที่ 1 พบแบคทีเรียสายพันธุ์ S

หลอดที่ 2 พบแบคทีเรียสายพันธุ์ S

หลอดที่ 3 พบแบคทีเรียสายพันธุ์ S

หลอดที่ 4 ไม่พบแบคทีเรียสายพันธุ์ S

      สังเกตว่า เมื่อเติมแบคทีเรียสายพันธุ์ R ลงไปในหลอดทดลองที่ 4 ซึ่งเป็นแบคทีเรียสายพันธุ์  S ที่ไม่มี  DNA ก็ไม่พบแบคทีเรียสายพันธุ์  S เพิ่ม ต่างจากหลอดอื่น ๆ ที่ยังมี DNA อยู่ จึงพบแบคทีเรียสายพันธุ์ S จากผลการทดลองนี้ เอเวอรี่และคณะจึงสรุปได้ว่า “ DNA เป็นสารพันธุกรรม” ที่ทำให้แบคทีเรียสายพันธุ์ R เกิดกระบวนการ Transformation กลายเป็นแบคทีเรียสายพันธุ์ S

        ในปี ค.ศ. 1950 เออร์วิน ชาร์กาฟฟ์ได้ศึกษาเบสใน DNA พบว่าใน DNA มีเบสทั้งหมด 4 ชนิด แบ่งได้เป็น 2 กลุ่มคือ

1. เบสไพริมิดีน (Pyrimidine) ประกอบด้วยไซโทซีน (Cytosine - C) และไทมีน (Thymine - T)
2. เบสพิวรีน (Purine) ประกอบด้วยอะดีนีน (Adenine - A) และกัวนีน (Guanine - G)

       นอกจากนี้ชาร์กาฟฟ์ยังศึกษาปริมาณของเบสทั้ง 4 ชนิดนี้ด้วย และพบว่าปริมาณของ A เท่ากับ T และ C เท่ากับ G เสมอ สรุปเป็นกฎของชาร์กาฟ (Chargaff’s rule) ได้ว่า

1. อัตราส่วนระหว่างเบส A:T และ G:C จะใกล้เคียงกับ 1 เสมอ
2. ปริมาณของเบส A ใกล้เคียงกับ T และปริมาณของเบส C จะใกล้เคียงกับ G ผลรวมเบส 4 ชนิดจะเท่ากับ 100%
3. เบส A จับคู่กับเบส T และเบส G จับคู่กับเบส C
4.  สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีปริมาณของเบสทั้ง 4 ชนิดแตกต่างกัน 

        ในปี ค.ศ. 1952 มอริซ วิลคินส์ และโรสลินด์ แฟรงคลินต่างทำการทดลองเพื่อหาโครงสร้างของ DNA ด้วยเทคนิค X - ray Crysstallography ซึ่งเป็นการฉายรังสีเอกซ์ผ่านผลึก DNA เมื่อรังสีเอกซ์หักเหจะทำให้เกิดภาพบนแผ่นฟิล์ม

        จากการทดลองนี้ทำให้เรารู้ว่าโครงสร้างของ DNA จากสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ มีลักษณะคล้ายกัน โดย DNA ประกอบด้วยโพลีนิวคลีโอไทด์มากกว่า 1 สาย มีลักษณะเป็นเกลียวหลาย ๆ รอบ แต่ละรอบจะมีระยะห่างเท่า ๆ กัน 

        จากผลการทดลองของเออร์วิน ชาร์กาฟฟ์ ภาพถ่าย DNA ของมอริซ วิลคินส์ (Maurice Wilkins) และโรสลินด์ แฟรงคลิน ในปี ค.ศ. 1952 เจมส์ วัตสันและฟรานซิส คริกก็ได้เสนอแบบจำลองของ DNA ว่า

1. DNA มีโครงสร้างเป็นบันไดเวียนคู่ (Double helix) ตามเข็มนาฬิกา มีหมู่ฟอสเฟตกับน้ำตาล (Sugar - phosphate backbone) เป็นราวบันได มีเบสของแต่ละสายพอลินิวคลีโอไทด์เป็นขั้นบันได
2. DNA ประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สายเรียงสลับทิศกัน (Antiparallel) คือ ปลาย 3’ จะจับกับปลาย 5’ ของพอลินิวคลีโอไทด์อีกสาย
3. เบสในแต่ละสายของ DNA จะเป็นเบสคู่สมกัน (Complementary base pair) เบส A คู่กับเบส T และเบส C คู่กับเบส G เบสคู่สมจะยึดกันด้วยพันธะไฮโดรเจน (Hydrogen bond) 

        แบบจำลอง DNA ของวัตสันและคริกเป็นแบบจำลอง DNA ที่ถูกใช้มาจนถึงทุกวันนี้ และจากการค้นพบนี้ก็ทำให้ทั้งสองได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาและการแพทย์ในปี ค.ศ. 1962