Характеризуя физико-химическую биологию, академик Ю. А. Овчинников отмечал, что она представляет собой комплексное направление «в исследовании живой материи, впитавшем в себя не только последние достижения биологической мысли, но также идеи, подходы и методы физики, химии, математики и других точных наук». Это очень справедливое определение, и оно позволяет начать описание достижений физико-химической биологии с ДНК. Выяснение генетической роли строения ДНК занимает первое место в списке открытий, позволяющих говорить о революции в биологии.
О строении и функциях ДНК издана обширнейшая научная, научно-популярная и научно-художественная литература. Тем не менее хотелось бы подчеркнуть некоторые моменты, учет которых очень важен, в понимании грандиозности событий, связанных с открытием генетического кода.
То, что ДНК представляет собой генетический материал, было показано биологическими методами (трансформация, конъюгация и трансдукция) в 1944-1952 гг. В то время были открыты методы выделения ДНК, и она стала доступной для изучения методами физики и химии. В 1953 г. Д. Уотсон и Ф. Крик сформулировали модель строения ДНК - двухцепочная спираль, в которой цепи составлены из нуклеотидов и закручены в правостороннем направлении (В-форма). Такая структура ДНК определяет и специфику ее репликации (размножения), так как каждая цепь служит шаблоном для синтеза новой цепи.
Итак, 30 лет назад было сформулировано положение о том, что молекулы ДНК, носители наследственной информации, - это тот материал, из которого построены гены, контролирующие активность клеток. В половых клетках они обеспечивают преемственность химических структур между поколениями организмов. Нередко значение открытия структуры ДНК сопоставляют с открытием атомного ядра. Эти обобщения означали переворот в биологии, ибо в 40-е годы все считали генетическим материалом белки. Подобно тому как открытие строения атома привело в свое время к возникновению новой квантовой физики, так и открытие структуры и функции ДНК дало начало новой молекулярной биологии и молекулярной генетике.