Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — макромолекула (одна из трёх основных, две другие — РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования организмов. Молекула ДНК хранит биологическую информацию в виде генетического кода, состоящего из последовательности нуклеотидов. ДНК содержит информацию о структуре различных видов РНК и белков. В клетках эукариот (животных, растений и грибов) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органеллах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей) кольцевая или линейная молекула ДНК, так называемый нуклеоид, прикреплена изнутри к клеточной мембране. У прокариот и у низших эукариот (например дрожжей) встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Кроме того, одно- или двухцепочечные молекулы ДНК могут образовывать геном ДНК-содержащих вирусов. С химической точки зрения ДНК — длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков — нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. Связи между нуклеотидами в полимерной цепи образуются за счёт дезоксирибозы и фосфатной группы (фосфодиэфирные связи). В подавляющем большинстве случаев (кроме некоторых вирусов, содержащих одноцепочечную ДНК) макромолекула ДНК состоит из двух нуклеотидных цепей. В нуклеотидах, входящих в состав ДНК, встречаются четыре азотистых основания: аденин (A), гуанин (G), тимин (T) и цитозин (C). Азотистые основания одной цепи соединены с азотистыми основаниями другой цепи водородными связями, обеспечивая таким образом связь двух цепей макромолекулы ДНК друг с другом. Азотистые основания образуют связи попарно согласно принципу комплементарности: аденин (A) соединяется только с тимином (T), гуанин (G) — только с цитозином (C). Двухцепочечная молекула ДНК закручена по винтовой линии. Структура молекулы ДНК в целом получила традиционное, но ошибочное название «двойной спирали»: на самом деле, она является «двойным винтом». Винтовая линия может быть правой (A- и B-формы ДНК) или левой (Z-форма ДНК). Формы ДНК также различаются по диаметру, количеству оснований на виток спирали и шагу спирали. Последовательность нуклеотидов позволяет «кодировать» информацию о различных типах РНК, наиболее важными из которых являются информационные, или матричные (мРНК), рибосомальные (рРНК) и транспортные (тРНК). Все эти типы РНК синтезируются на матрице ДНК за счёт копирования последовательности ДНК в последовательность РНК, синтезируемой в процессе транскрипции, и далее принимают участие в биосинтезе белков (процессе трансляции). Помимо кодирующих последовательностей, ДНК содержит последовательности, выполняющие в клетках регуляторные и структурные функции. Кроме того, в геноме эукариот часто встречаются участки, принадлежащие «генетическим паразитам», например транспозонам. Расшифровка структуры ДНК (1953 год) стала одним из поворотных моментов в истории биологии. За выдающийся вклад в это открытие Фрэнсису Крику, Джеймсу Уотсону и Морису Уилкинсу была присуждена Нобелевская премия по физиологии или медицине 1962 года. Розалинд Франклин, получившая рентгенограммы, без которых Уотсон и Крик не имели бы возможность сделать выводы о структуре ДНК, умерла в 1958 году от рака (Нобелевскую премию не дают посмертно).
Джеймс Дьюи Уотсон (англ. James Dewey Watson; род. 6 апреля 1928 года в Чикаго, Иллинойс, США) — американский биолог. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1962 года — совместно с Фрэнсисом Криком и Морисом Х. Ф. Уилкинсом за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах.
Фрэнсис Гарри Комптон Крик (англ. Francis Harry Compton Crick; 8 июня 1916, Нортгемптон, Англия, Великобритания — 28 июля 2004, Сан-Диего, Калифорния, США) — британский молекулярный биолог, биофизик и нейробиолог. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1962 года — совместно с Джеймсом Д. Уотсоном и Морисом Х. Ф. Уилкинсом с формулировкой «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах». В статье, опубликованной в журнале Nature в 1961 году, Крик с соавторами предположили четыре свойства генетического кода: три азотистых основания (триплет) кодируют одну аминокислоту; триплеты генетического кода не перекрываются; последовательности триплетов считываются с определённой начальной точки, знаки препинания внутри кодирующей последовательности отсутствуют; генетический код вырожден — одна аминокислота может быть закодирована разными триплетами. Также Крик известен тем, что сформулировал центральную догму молекулярной биологии: генетическая информация передаётся в клетке в одну сторону, от ДНК к РНК, а затем к белку. В течение оставшейся части своей карьеры, Крик занимал пост Дж. В. Кикхефера, выдающегося профессора и исследователя в Институте биологических исследований Солка в Ла-Холья, Калифорния. Его дальнейшие исследования были направлены на теоретическую нейробиологию. «Он редактировал рукопись на смертном одре, он оставался учёным до самого конца» — писал Кристоф Кох.
Розалинд Франклин (англ. Rosalind Elsie Franklin; 25 июля 1920 — 16 апреля 1958) — английский биофизик и учёная-рентгенограф, занимавшаяся изучением структуры ДНК. Её деятельность сыграла ключевую роль в установлении молекулярных структур ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), РНК (рибонуклеиновой кислоты), вирусов, угля и графита. Хотя исследования Розалинд о вирусах и об угле были оценены по достоинству ещё при её жизни, вклад Франклин в установление структуры ДНК был обесценен. Нобелевские премии за открытия Франклин получили ученые-мужчины: Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс (за открытие структуры ДНК) и Аарон Клуг (за исследования нуклеиновых кислот). Благодаря своему изобретению — камере с контролем влажности – Розалинд Франклин смогла установить структуру двойной спирали ДНК. Под ее руководством были сделаны первые снимки ДНК, в том числе Фотография 51. После присвоения плодов её труда Уилкинсом, Уотсоном и Криком, Франклин начала первую в своём роде работу по исследованию вирусов табачной мозаики и полиомиелита. Розалинд Франклин скончалась от рака яичника в 1958 году, за четыре года до вручения Нобелевской премии за исследование нуклеиновых кислот.
Морис Хью Фредерик Уилкинс (англ. Maurice Hugh Frederick Wilkins, 15 декабря 1916 — 5 октября 2004) — английский физик и молекулярный биолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1962 года (совместно с Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком) «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живой материи». Внёс вклад в такие области научного знания, как фосфоресценция, разделение изотопов, оптическая микроскопия и рентгеноструктурный анализ, а также усовершенствовал радар. Морис Уилкинс широко известен благодаря работе по определению структуры ДНК в Королевском колледже Лондонского университета (King’s College London). Член Лондонского королевского общества (1959).
Джеймс Дьюи Уотсон (англ. James Dewey Watson; род. 6 апреля 1928 года в Чикаго, Иллинойс, США) — американский биолог. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1962 года — совместно с Фрэнсисом Криком и Морисом Х. Ф. Уилкинсом за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах.
Фрэнсис Гарри Комптон Крик (англ. Francis Harry Compton Crick; 8 июня 1916, Нортгемптон, Англия, Великобритания — 28 июля 2004, Сан-Диего, Калифорния, США) — британский молекулярный биолог, биофизик и нейробиолог. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1962 года — совместно с Джеймсом Д. Уотсоном и Морисом Х. Ф. Уилкинсом с формулировкой «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах». В статье, опубликованной в журнале Nature в 1961 году, Крик с соавторами предположили четыре свойства генетического кода: три азотистых основания (триплет) кодируют одну аминокислоту; триплеты генетического кода не перекрываются; последовательности триплетов считываются с определённой начальной точки, знаки препинания внутри кодирующей последовательности отсутствуют; генетический код вырожден — одна аминокислота может быть закодирована разными триплетами. Также Крик известен тем, что сформулировал центральную догму молекулярной биологии: генетическая информация передаётся в клетке в одну сторону, от ДНК к РНК, а затем к белку. В течение оставшейся части своей карьеры, Крик занимал пост Дж. В. Кикхефера, выдающегося профессора и исследователя в Институте биологических исследований Солка в Ла-Холья, Калифорния. Его дальнейшие исследования были направлены на теоретическую нейробиологию. «Он редактировал рукопись на смертном одре, он оставался учёным до самого конца» — писал Кристоф Кох.
Розалинд Франклин (англ. Rosalind Elsie Franklin; 25 июля 1920 — 16 апреля 1958) — английский биофизик и учёная-рентгенограф, занимавшаяся изучением структуры ДНК. Её деятельность сыграла ключевую роль в установлении молекулярных структур ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), РНК (рибонуклеиновой кислоты), вирусов, угля и графита. Хотя исследования Розалинд о вирусах и об угле были оценены по достоинству ещё при её жизни, вклад Франклин в установление структуры ДНК был обесценен. Нобелевские премии за открытия Франклин получили ученые-мужчины: Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс (за открытие структуры ДНК) и Аарон Клуг (за исследования нуклеиновых кислот). Благодаря своему изобретению — камере с контролем влажности – Розалинд Франклин смогла установить структуру двойной спирали ДНК. Под ее руководством были сделаны первые снимки ДНК, в том числе Фотография 51. После присвоения плодов её труда Уилкинсом, Уотсоном и Криком, Франклин начала первую в своём роде работу по исследованию вирусов табачной мозаики и полиомиелита. Розалинд Франклин скончалась от рака яичника в 1958 году, за четыре года до вручения Нобелевской премии за исследование нуклеиновых кислот.
Морис Хью Фредерик Уилкинс (англ. Maurice Hugh Frederick Wilkins, 15 декабря 1916 — 5 октября 2004) — английский физик и молекулярный биолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1962 года (совместно с Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком) «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живой материи». Внёс вклад в такие области научного знания, как фосфоресценция, разделение изотопов, оптическая микроскопия и рентгеноструктурный анализ, а также усовершенствовал радар. Морис Уилкинс широко известен благодаря работе по определению структуры ДНК в Королевском колледже Лондонского университета (King’s College London). Член Лондонского королевского общества (1959).