Im Schatten des Zweiten Weltkriegs gewöhnten sich die Genetiker an den Namen Molekularbiologie, der 1938 eher unscheinbar als Titel eines Forschungsprogramms der Rockefeller-Stiftung kreiert worden war. Unter Molekularbiologie versteht man seither jenen Teil der Biologie, der die Phänomene das Lebens aus der Sicht der daran beteiligten Moleküle verstehen will.
Oswald Avery und seine Kollegen von der Rockefeller University stiessen als Erste auf das wichtigste dieser Moleküle. Sie wiesen nach, dass eine in der Zelle vorkommende Säure ein harmloses Bakterium so verändern (transformieren) konnte, dass es zum Krankheitserreger wurde und diese Qualität an seine Nachkommen weitergab. Die Chemiker kannten diese Substanz schon länger. Sie wird Nukleinsäure genannt, weil sie im Kern der Zelle vorkommt, oder genauer Desoxyribonukleinsäure, wobei dieses Wortungetüm als DNS (englisch DNA) abgekürzt wurde.
Zuerst kümmerte sich niemand um die DNA. Das Molekül wirkte langweilig. Wie die Analyse ergab, bestand es nur aus vier Bausteinen. Niemand konnte sich vorstellen, dass damit die Vielfalt des Lebens vererbt werden kann. Vielleicht hatten Avery und sein Team etwas übersehen, und es gab noch andere Kandidaten für den Stoff, aus dem die Gene sind. Doch von 1952 an kam man an der DNA nicht mehr vorbei. In jenem Jahr bewiesen Alfred Hershey und Martha Chase, dass es mindestens eine Lebensform gab - nämlich Viren, die Bakterien angreifen -, deren Erbmaterial ausschliesslich die DNA bildet.
Das war der richtige Zeitpunkt für den Auftritt von James D. Watson aus Chicago, der als 18-Jähriger Erwin Schrödingers «Was ist Leben?» gelesen hatte und seitdem davon träumte, diese Frage zu beantworten. Für ihn war die Sache nun sonnenklar: Leben war das Wechselspiel der Gene. Gene bestanden aus DNA, also musste man wissen, wie DNA aussah und funktionierte. Wie fand man das heraus? Ganz einfach. Man schloss sich einer Forschergruppe an, die über Methoden verfügte, die Struktur von Molekülen zu bestimmen, und wandte deren Verfahren auf die DNA an.
Watson schaute sich um und fand, was er suchte, im englischen Cambridge. Als er dort eintraf, gab es allerdings ein Problem. «Sein» Molekül war schon besetzt. Mindestens eine Forscherin und ein Forscher, Rosalind Franklin und Francis Crick, bemühten sich bereits um die Struktur der DNA, und sie waren es auch, die von der theoretischen und praktischen Seite her die Methoden beherrschten, die zum Ziel führen konnten: Die DNA wurde zuerst in eine Kristallform gebracht und dann mit Hilfe von Röntgenstrahlen untersucht. Watson schien auf den ersten Blick nicht gebraucht zu werden. Doch er sah, dass es bei der Konkurrenz an der Bereitschaft haperte, über den disziplinären Zaun zu schauen und an die Biologie der DNA zu denken.
Franklin konzentrierte sich allein auf die Qualität der Kristalle und verlor dabei die Fähigkeit der DNA aus den Augen, sich verdoppeln zu können. Die DNA muss aus zwei Teilen bestehen, die sich ergänzen. Das sagte auch Crick. Man kannte zwar bereits einige Bestandteile der DNA, doch niemand wusste, wie sie zusammengesetzt waren, wie die Atome anzuordnen waren.
Um diese Frage zu klären, entschloss sich Watson, es mit Modellen aus Karton zu versuchen. Beim Herumschieben von Pappstücken auf seinem Schreibtisch erkannte er, dass sich die vier «langweiligen» Bausteine als zwei Paare gleicher Grösse zu einem wendeltreppenartigen Molekül anordnen liessen. Die Doppelhelix war entdeckt. Sie sollte bald zur Ikone werden. 1953 publizierte Watson zusammen mit Crick in der Wissenschaftszeitschrift «Nature» die Struktur der DNA. Zwar wusste man jetzt genau, wie das Molekül aussieht, das Mendels Erbelemente, die Gene, enthält. Wie aber die Eigenschaften eines Organismus darin gespeichert sind, war offen geblieben. Noch immer war nicht klar, was ein Gen ist.
Watson war 25 Jahre alt, als er gemeinsam mit Crick die Doppelhelix entdeckte, und er ahnte, dass sich ein solcher wissenschaftlicher Erfolg nicht wiederholen liess. Deshalb lenkte er seine Arbeitskraft in neue Richtungen. Als Professor in Harvard schrieb er das erste Lehrbuch über «Die Molekularbiologie des Gens», wobei er ursprünglich einen anderen Titel geplant hatte: «Das ist Leben!». Und er begann die Molekularbiologie im grossen Stil zu organisieren und ihr Einzugsgebiet zu vergrössern. Als Direktor des Cold Spring Harbor Laboratory auf Long Island, wo er heute noch tätig ist, stellte er einige der besten Forscher der Welt ein und beauftragte sie, die Molekularbiologie des Menschen und seiner Evolution zu entwerfen.