ดีเอ็นเอ
ดีเอ็นเอเป็นพอลิเมอร์สายยาวที่ประกอบจากหน่วยย่อยซ้ำ ๆ เรียกว่า นิวคลีโอไทด์ ตามที่ถูกค้นพบครั้งแรกโดย เจมส์ ดี. วัตสันและฟรานซิส คริก โครงสร้างดีเอ็นเอในทุกสปีชีส์ประกอบด้วยสายเกลียวสองสายพันรอบแกนเดียวกัน แต่ละสายมีความยาวเกลียว 34 อังสตรอม (3.4 นาโนเมตร) และรัศมี 10 อังสตรอม (1.0 นาโนเมตร) ในอีกการศึกษาหนึ่ง ซึ่งวัดในสารละลายบางชนิด พบว่า สายดีเอ็นเอวัดความกว้างได้ 22 ถึง 26 อังสตรอม (2.2 ถึง 2.6 นาโนเมตร) และหนึ่งหน่วยนิวคลีโอไทด์วัดความยาวได้ 3.3 อังสตรอม (0.33 นาโนเมตร) แม้ว่าแต่ละหน่วยที่ซ้ำ ๆ กันนี้จะมีขนาดเล็กมาก แต่พอลิเมอร์ดีเอ็นเอกลับมีขนาดใหญ่มาก โดยประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์หลายล้านหน่วย ตัวอย่างเช่น โครโมโซมหมายเลข 1 ซึ่งเป็นโครโมโซมมนุษย์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุด มีความยาว 220 ล้านคู่เบส
โฟโต 51
โฟโต 51 () เป็นชื่อที่ตั้งให้แก่ภาพถ่ายการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ของดีเอ็นเอ ถ่ายโดยเรย์มอนด์ กอสลิง นักศึกษาปริญญาเอกภายใต้การดูแลของโรซาลินด์ แฟรงคลิน เมื่อปี พ.ศ. 2495 ภาพนี้ถือได้ว่าเป็นภาพถ่ายที่มีส่วนสำคัญที่สามารถทำให้ระบุถึงโครงสร้างที่แท้จริงของดีเอ็นเอได้
ในสมัยนั้น เจมส์ วัตสัน และฟรานซิส คริก ได้รับโฟโต 51 จากเมาริส วิลคินส์ ซึ่งเป็นผู้ร่วมงานของกอสลิง ซึ่งทำให้วัตสันสามารถสร้างแบบจำลองโครงสร้างทางเคมีของดีเอ็นเอชนิดที่ประกอบด้วยน้ำผลึก (ดีเอ็นเอชนิดบี) อย่างไรก็ตาม ก่อนหน้าที่วัตสันจะสร้างแบบจำลองเสร็จ แฟรงคลินได้บรรยายถึงลักษณะซึ่งเธอได้ศึกษามาก่อนหน้า โดยกล่าวว่า ดีเอ็นเอมีโครงสร้างเป็นเกลียว มีสายคู่แบบขนานสวนทิศ (antiparallel) และมีหมู่ฟอสเฟตเป็นโครงค้ำจุนด้านนอก ส่วนเบสที่อยู่ด้านในทำหน้าที่แสดงลักษณะทางพันธุกรรม จนนำไปสู่การได้รับรางวัลโนเบลสาขาแพทยศาสตร์และสรีรวิทยาเมื่อ พ.ศ. 2505 ถึงกระนั้นแฟรงคลินผู้ดูแลงานนี้ก็สิ้นชีวิตไปเสียก่อนที่จะได้รับรางวัลร่วมกัน จึงถือได้ว่า ภาพโฟโต 51 นี้ เป็นภาพที่นำไปสู่การค้นพบที่สำคัญครั้งหนึ่งในมนุษยชาติ
เนื่องจากภาพนี้ยืนยันถึงโครงสร้างรูปเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ เจมส์ วัตสัน ถึงกับกล่าวไว้ในหนังสือ "The Double Helix" ว่า "ครั้งแรกที่ผมเห็นภาพนี้ ผมอ้าปากค้างด้วยความตะลึง หัวอกหัวใจก็สั่นระรัวไปหมด" งานทั้งหมดถูกตีพิมพ์ในช่วงปี พ.ศ.2496 ในนิตยสาร "Nature" ถึงห้าบทความด้วยกัน