สิ่งมีชีวิตทุกชนิด (ยกเว้นไวรัสบางชนิด) ต้องมี ดีเอ็นเอ ข้อนี้เป็นความจริงที่เราทุกคนอาจไม่เคยสนใจหรือนึกไม่ถึงมาก่อน เพราะดีเอ็นเอ เป็นตัวย่อคำภาษาอังกฤษของสารหรือโมเลกุลที่ชื่อว่า deoxyribonucleic acid โดยเอาตัว d n และ a มารวมกันเข้าเป็น d-n-a จึงดูออกจะไกลตัวเราไปสักหน่อย เหตุที่ ดีเอ็นเอ เป็นสารสำคัญที่ต้องมีในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดนั้นก็เป็นเพราะ มันทำหน้าที่เป็น “สารพันธุกรรม” ที่เป็นตัวเก็บข้อมูลเพื่อเป็นตัวกำหนดคุณลักษณะทุกๆด้านของสิ่งมีชีวิตนั้นๆและยังมีหน้าที่ในการถ่ายทอดคุณลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ จากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่งด้วยตัวอย่างเช่นในผลมะม่วงนั้นจะมี ดีเอ็นเออยู่ในเมล็ดซึ่งเมื่อเมล็ดนี้อยู่ในสภาพที่จะเจริญงอกงามออกเป็นต้นต่อไปได้ สาร ดีเอ็นเอที่อยู่ในเมล็ดนี้แหละที่มีหน้าที่สำคัญในการที่จะกำหนดว่าต้นที่จะเกิดขึ้นจากเมล็ดมะม่วงคือต้นมะม่วง และจะเป็นต้นส้มหรือต้นอื่นไปไม่ได้ เช่นเดียวกับดีเอ็นเอที่อยู่ในเมล็ดส้มก็จะเป็นตัวกำหนดว่าต้นที่เกิดจากต้นส้มจะต้องโตไปเป็นต้นส้มเท่านั้น

ความจริงข้อนี้เป็นพื้นฐานของชีวิตตั้งแต่ดึกดำบรรพ์เมื่อครั้งโลกมนุษย์ได้ถูกสร้างขึ้นมาตั้งแต่ ราว 4.6 พันล้านปีมาแล้ว ในครั้งที่ในโลกนี้ยังมีแต่สิ่งมีชีวิตเซลเดียวซึ่งมีดีเอ็นเอเป็นส่วนประกอบสำคัญอยู่จากนั้นจึงค่อยพัฒนาขึ้นมาตามลำดับจนเป็น พืช สัตว์ และมนุษย์ที่เห็นกันอยู่ในปัจจุบัน ดังนั้นจึงเห็นได้ว่า ดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลพื้นฐานของชีวิตที่มีอยู่คู่โลกมนุษย์มานานแล้ว หากแต่ความเข้าใจกลไกการทำงานของ ดีเอ็นเอในการทำหน้าที่เป็นสารพื้นฐานในการกำหนดลักษณะและถ่ายทอดพันธุกรรมของชีวิตนั้นเพิ่งจะเริ่มเป็นที่ประจักชัดเมื่อราวสิบกว่าปีมานี้เอง โดยจุดเริ่มต้นของการค้นพบที่สำคัญที่นำไปสู่วิทยาการความรู้ที่ลึกซึ้งในปัจจุบันนี้ก็คือการค้นพบโครงสร้างของดีเอ็นเอโดย วัสสัน และ คริกส์ ซึ่งได้ลงตีพิมพ์ในวารสาร nature เมื่อปี ค.ศ. 1953 หรือปี พ.ศ. 2596 ซึ่งในปีที่ 2547 ที่ผ่านมาก็ได้มีการฉลองการค้นพบโครงสร้างของ ดีเอ็นเอ ครบรอบ 50 ปีกันไปอย่างยิ่งใหญ่โดยเฉพาะในหมู่นักวิทยาศาสตร์ชีวภาพ การค้นพบนี้มีความสำคัญในการช่วยให้มนุษย์เข้าใจกลการทำงานของดีเอ็นเอในการเป็นสารพันธุกรรมและทำหน้าที่กำหนดชีวิตของทุกชีวิตบนพื้นโลกอย่างละเอียดลงไปในระดับอณู เพราะเมื่อเห็นโครงสร้างแล้วก็เหมือนกับว่าได้เห็นดีเอ็นเอด้วยตาจึงสามารถอธิบายปรากฏการต่างๆในเซลที่เกี่ยวกับดีเอ็นเอได้ดีขึ้นเช่น การจำลองตัวของดีเอ็นเอขึ้นมาใหม่จากตัวเก่าก่อนการแบ่งเซล หรือการถอดรหัสของดีเอ็นเอออกเป็นโปรตีนที่มีหน้าที่ในเป็นโครงสร้างและควบคุมการทำงานต่างๆในเซล นอกจากนั้นแล้วยังนำไปสู่การกำเนิดของเทคโนโลยีพันธุวิศวกรรม (genetic engineering) ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญของเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่ ดังที่จะได้กล่าวถึงต่อไป การค้นพบที่ยิ่งใหญ่นี้จึงมีผลให้นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองท่านได้รับรางวัลโนเบิลไปในปี พ.ศ. 2505

อันที่จริงแล้วเป็นเวลานานหลายสิบปีก่อนที่จะรู้จัก ดีเอ็นเอ มนุษย์ได้เริ่มเรียนรู้ว่าสิ่งมีชีวิตมีสารพันธุกรรมที่เป็นตัวกำหนดลักษณะและคุณสมบัติต่างๆ ซึ่งสามารถถ่ายทอดไปยังรุ่นลูกหลานได้ แต่ในตอนแรกนั้นมนุษย์ยังไม่รู้ว่าสารนั้นแท้ที่จริงแล้วก็คือ ดีเอ็นเอ ผู้ที่ริเริ่มการศึกษาเกี่ยวกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต และคิดค้นกฎพื้นฐานของการถ่ายทอดกรรมพันธุ์ซึ่งถือว่าเป็นบิดาของวิชาพันธุศาสตร์สมัยใหม่นี้คือ หลวงพ่อชาวออสเตรีย ชื่อ เกรกเกอร์ เมนเดล(Gregor Mendel) ซึ่งได้ตีพิมพ์ผลงานเมื่อปี ค.ศ. 1865 ในการประชุมวิทยาศาสตร์แห่งชาติ เมืองBrunn สาธารณรัฐ เชคในปัจจุบัน แต่ผลงานของเขากลับไม่ได้รับความสนใจจนกระทั่ง เป็นเวลา16 ปีหลังจากที่เขาได้ตายไปแล้ว คือจนถึงปีค.ศ. 1900 ผลงานของเขาจึงได้ถูกนำมารื้อฟื้นใหม่ และเป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาวิทยาศาสตร์พันธุศาสตร์โดยนักวิทยาศาสตร์หลายยุคจนมาถึงปัจจุบันหลวงพ่อเมนเดลได้ทำการศึกษาการถ่ายทอดลักษณะต่างๆของต้นถั่วในสวนโดยเขาได้ตั้งทฤษฎีว่าลักษณะที่ปรากฏในต้นถั่วนั้นถูกกำหนดโดยการส่งผ่านของสารที่มองไม่เห็นที่เรียกว่า anlagen ซึ่งต่อมานักวิทยาศาสตร์ชาว เดนมาร์กชื่อ วิลแฮม โยฮันเซน Wilhelm Johannsen

ได้เปลี่ยนไปเรียกชื่อสารนั้นว่า ยีน (gene) ดังนั้นจึงเห็นได้ว่าถึงแม้ เมนเดล จะเป็นบิดาแห่งวิชาพันธุศาสตร์ แต่เขาก็ไม่ได้เป็นผู้คิดค้นคำว่า ยีน ความหมายหรือคำนิยามของคำว่ายีนนั้นได้ถูกพัฒนาขึ้นมาตามลำดับ ตั้งแต่เมื่อปี ค.ศ. 1910 เมื่อทฤษฎีเกี่ยวกับยีนได้ถูกคิดค้นขึ้น ในช่วงแรก ยีนหมายถึงหน่วยย่อยของสารพันธุกรรมที่มีหน้าที่ในการถ่ายทอดคุณลักษณะของสิ่งมีชีวิตต่างๆ จากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่งซึ่งถูกบรรจุอยู่ในโครโมโซม ซึ่งในปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันแล้วว่านอกจากจะมีหน้าที่ในการส่งผ่านลักษณะทางพันธุกรรมแล้ว ยีนยังทำหน้าที่เป็นตัวกำหนดลักษณะต่างๆของสิ่งมีชีวิต เช่นกัน ซึ่งในหลายกรณีลักษณะหนึ่งๆ อาจถูกควบคุมโดยยีนมากกว่า 1 ชนิด ดังนั้นโดยทั่วไปเราจึงอาจกล่าวถึงยีนในภาพรวมว่าเป็นลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ เช่นเด็กคนนี้ได้ยีนดีมาจากพ่อแม่ หรือวัวแม่พันธุ์ตัวนี้มียีนดีทำให้ผลิตนมได้มากความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของวิชาพันธุศาสตร์ตั้งแต่ยุคเมนเดลนั้นส่วนหนึ่งเกิดจากความก้าวหน้าในการค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับส่วนประกอบและหน้าที่ของเซลซึ่งเริ่มต้นมานานแล้ว โดยในราวกึ่งศตวรรตที่ 19 ก็ได้เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปแล้วว่า สิ่งมีชีวิต ตั้งแต่ รา จนถึงพืชและสัตว์ประกอบด้วยหน่วยย่อยคือเซลซึ่งมีนิวเคลียสเป็นส่วนสำคัญอยู่ภายใน ซึ่งในปัจจุบันนี้ก็เป็นที่ทราบกันแล้วว่า ดีเอ็นเอ ซึ่งถือว่าเป็นสารแห่งชีวิตนั้นได้ถูกเก็บอยู่ในนิวเคลียสของเซลของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เอง ทั้งนี้ยกเว้นแบคทีเรีย เพราะแบคทีเรียไม่มีนิวเคลียสแต่มีก็ดีเอ็นเอ ล่องลอยอยู่ภายในต่อจากนั้นการค้นพบอีกอันหนึ่งซึ่งมีความสำคัญยิ่งในการทำให้มนุษย์เข้าใจความหมายของ ดีเอ็นเอกับชีวิตได้ดียิ่งขึ้นก็คือ การค้นพบว่าดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรม

การค้นพบนี้เกิดจากการทดลองในแบคทีเรียโดย นักแบคทีเรียวิทยา (Bacteriologist) ชื่อ Fred Griffith ในปี ค.ศ. 1928นักวิทยาศาสตร์ท่านนี้ได้ทำการศึกษา แบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคปอดบวมในหนู ชื่อ Pneumococciโดยพบว่า แบคทีเรียสามาถเปลี่ยนสภาพจากชนิดที่ไม่ก่อให้เกิดโรคเป็นชนิดที่ก่อให้เกิดโรคได้และต่อมาในปี 1944 Oswald และ Avery และผู้ร่วมงานของเขาก็พบว่าสารที่ทำให้แบคทีเรียเปลี่ยนสภาพเป็นชนิดที่ก่อโรคได้นี้คือ ดีเอ็นเอ นั่นเอง นอกจากนั้นแล้วในปี ค.ศ. 1952 Alfred Hersheyและ Martha Chase ได้ทำการทดลองเพื่อแสดงว่า DNA คือสารพันธุกรรมของ ไวรัสที่ทำลายแบคทีเรียซึ่งเรียกว่า Bacteriophage การค้นพบครั้งนี้ทำให้เกิดการเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าDNA คือสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ยกเว้นไวรัส บางจำพวกซึ่งมี RNA เป็นสารพันธุกรรม ส่วน RNA คืออะไรนั้นนักศึกษาจะได้เรียนรู้ในหัวข้อต่อไป สิ่งหนึ่งที่ต้องการจะชี้ให้เห็นในที่นี้ก็คือถึงแม้ว่าในปี 1952 นักวิทยาศาสตร์จะรู้แล้วว่า DNA คือสารพันธุกรรม แต่ก็ยังไม่เข้าใจโครงสร้างของ DNA จนกระทั่งในปีถัดมา คือในปี 1953 ที่ Watson และ Crick 

สามารถถอดโครงสร้างของ DNA ออกมาได้ ดังที่ได้กล่าวข้างต้นแล้วว่าการค้นพบครั้งนี้ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่เป็นพื้นฐานของวิชา อณูชีววิทยา (molecular biology) หรือวิชาที่ว่าด้วยการศึกษาโครงสร้าง และการทำงานของสิ่งมีชีวิตในระดับโมเลกุล ซึ่งความก้าวหน้าในวิทยาการด้านนี้ได้ช่วยนำโลกเข้าสู่ยุค ไบโอเทค หรือ ยุคเทคโนโลยีชีวภาพ (Biotechnology) ในปัจจุบัน