分子生物學的由來－
19世紀時，英法聯軍火燒圓明園。同時間，地球的另一個角落，孟德爾正悠哉的種著豌豆，並透過豌豆建立了許多遺傳學的觀念。隨著傳統遺傳學的發展，更多不同領域的專家一起加入了研究基因的領域，希望能解釋更多生命的現象。
在1930年代，許多的生物化學家在細胞裡發現許多分子參與一系列的化學反應，分子生物學這個名詞逐漸成形。『分子生物學』這個名詞最早是由洛克斐勒基金會的瓦倫·韋弗於1938年創造，說的就是一個以物理學及化學來解釋生命的概念。
分子生物學的定義－
你知道嗎？生物體是由器官系統組成，器官系統由器官組成，器官由組織組成，組織由細胞組成，細胞內有許多胞器與一些小分子，而以分子層級進行生物研究，就是分子生物學。分子生物學是一門涵蓋很廣泛的研究，研究領域包含遺傳學、生物化學和生物物理學等學科，主要是理解遺傳物質與蛋白質之間的關係。
第一章 DNA是什麼
在生物體裡面，是有許多小分子互相作用的。這些小分子中以DNA最廣為人知，但DNA到底是什麼呢? Do not be angry? 其實DNA英文全名是Deoxyribonucleic acid，中文叫做去氧核糖核酸。而RNA呢？RNA英文全名則是Ribonucleic acid，中文叫做核糖核酸，顧名思義就知道，和RNA（核糖核酸）相比，DNA（去氧核糖核酸）結構中的核糖少了氧原子。對分子生物學家而言，這些DNA和RNA都是分子生物學最基礎的分子喔！其實DNA和RNA也沒有想像中難以理解，就讓我們一起來一窺究竟吧！
為了方便分辨他們的不同，我們先一起了解DNA和RNA的組成吧！其實啊，它們都是核苷酸的聚合物（聚合物就是很多化合物聚合在一起，但這些化合物必須是同一類喔。），核苷酸包含三個部份，含氮鹼基、五碳糖和磷酸根，剛剛前面說的DNA有去氧的部份就是這裡的五碳糖被去掉一個氧原子成為去氧核糖，那甚麼是含氮鹼基呢？DNA的含氮鹼基有鳥糞嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)這四種，而RNA的有鳥糞嘌呤(G)、尿嘧啶(U)、腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)這四種，聰明的你發現了嗎？其中的差別為DNA是胸腺嘧啶(T)而RNA則是尿嘧啶(U)。而這些含氮鹼基就是決定基因的因素，在DNA中A和T配對，C和G配對，而RNA則是A和U配對，C和G配對。這些核苷酸就會構成遺傳物質的標準結構，若以簡單的外型來形容的話，DNA是雙股螺旋的構造，而RNA是單股構造的喔。
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| 去氧核糖核苷酸 |
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| 核糖核苷酸 |
第二章 DNA的發現與歷史
究竟DNA是怎麼被發現的呢？這故事真的一言難盡，其中的八卦可不輸壹週刊呢！在DNA與RNA重大發現中，有多少科學家辛勤耕耘，而最後為什麼卻是華生與克里克的發現拔得頭籌呢？我們慢慢來細說一二，全部都要從構成染色質的DNA說起…
發現染色質－
1879年Walther Flemming發現細胞分裂時細胞內出現深色的帶狀物，並將其命名為染色質(chromatin，希臘文chroma是顏色的意思。)。分析染色質的成分發現，大部分都是由蛋白質所組成，於是一開始科學家就推斷遺傳物質是蛋白質，但是也有科學家認為蛋白質是遺傳物質的說法是錯誤的。
遺傳物質是核酸？還是蛋白質？－
在1928年前科學家不斷想知道遺傳物質到底是甚麼?直到格理弗茲和艾佛瑞兩位研究者發現肺炎球菌在洋菜膠上形成的菌落是粗糙的而且不會致病得肺炎，但是平滑的菌落卻會讓老鼠得到肺炎而死。透過實驗（如下圖），發現將『加熱殺死的致病菌（平滑型）與非致病菌（粗糙型）混合』或『活的致死型肺炎球菌（平滑型）』，注射到老鼠體內，都會造成老鼠死亡。為什麼致死型肺炎球菌明明已經被加熱殺死了，卻還是對老鼠有殺傷力呢？因為非致死的細菌（粗糙型）被致死的細菌「屍體」（平滑型）轉形成致死的細菌（平滑型），但是「屍體」裡面有很多不同的分子，到底是哪一種把非致病性的肺炎球菌給轉形了呢？科學家們發現轉形物質可能就是核酸，我們俗稱的DNA，只是論文交代不清，發表後遭到許多的質疑。
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| 格里弗茲實驗 |
遺傳物質是DNA－
真正證明DNA是遺傳物質是在1952年的赫雪-蔡司實驗（英語：Hershey-Chase experiment），由於噬菌體（噬菌體是一種病毒，只含有核酸與蛋白質，其宿主大多為細菌，因此稱為噬菌體。）感染細菌時只會將核酸植入細菌體內，並將蛋白質外殼留在外面。使它成為可以解決當時的大哉問的最佳候選人。
於是他們用具有放射性的硫原子（35S），標定在噬菌體的蛋白質外殼上，將噬菌體感染細菌後，用果汁機用力攪散，讓吸附在細菌外面的噬菌體外殼(蛋白質)分離，然後拿去離心，帶有核酸的細菌沉澱在試管下面，測放射性時會發現八成的放射性都在上清液，意思就是上清液大部分都是標定有35S的蛋白質外殼。
另外一組拿具放射性的磷原子（32P）標定在噬菌體DNA上，再拿去感染細菌，一樣用果汁機打散分離外殼再拿去離心，發現具有放射性的DNA都沉澱在下面。由於只有沉澱在下面的部份能在培養後產生新的噬菌體，而且新產生的噬菌體也有放射性磷原子，因此，這一系列的實驗結果顯示，DNA才是這些噬菌體的遺傳物質，而不是蛋白質。
華生、克里克簡介－
終於要進入分子生物學占了很大戲份的兩個主角，華生與克里克。我們從1947年華生申請加州理工和哈佛研究所都沒結果說起，這個閉門羹讓華生最後加入了印第安納大學研究噬菌體的實驗室，正式開始遺傳學的研究。在那裏華生開始相信DNA是基因的載具，並於1950年拿到博士學位，隔年到哥本哈根做博士後研究，輾轉加入劍橋的卡文迪許實驗室，認識克里克，兩個人因此發生許多有趣的互動。
而克里克呢？他原本是一位物理學家，自幼就被家人認為是一個古怪的小孩，就是我們俗稱的怪咖。二戰爆發之後，一顆炸彈摧毀了他的實驗室，於是就放棄了物理，換研究生物，因為他企圖要推翻生機論（生機論是說明所有的生物體皆來自於有機物質），便大量閱讀相關書籍文獻。1947年秋天，他來到了劍橋，開始他全新的生活，加入了史傳濟威研究實驗室(Stranheways Research Laboratory)，克里克在劍橋遇見許多科學家，他不斷提問，不斷吸收知識，最後遇上了華生，華生照亮了克里克在遺傳學上的道路。
兩人在一次偶然，意外看到富蘭克林的『照片51』，
富蘭克林是何方神聖？她呀！是1950年加入韋爾金斯實驗室的化學和X射線晶體學家，加入隔年就發表「A型DNA X光繞射圖」，當時華生就坐在觀眾席上，雖然完全聽不懂台上的講者在說甚麼，但是他還是下定決心要解開DNA之謎。之所以稱為A型DNA，因為富蘭克林發現吸水後的DNA X光繞射圖與乾燥（A型）的不一樣，他稱之為B型DNA X光繞射圖（照片51），最後華生與克里克利用X光繞射的資料，於1953年提出了DNA模型，他們大膽的說DNA是雙股反平行，那甚麼是雙股反平行呢？可以假想有兩條DNA，其中一條從5號碳開始由上而下，另一條從3號碳開始的，這就是赫赫有名的雙股反平行，當時令許多科學家燒壞腦子都沒有想到的連接方法，被華生和克里克解出來，並於1962年與威爾金斯(富蘭克林的上司)獲得諾貝爾生物醫學獎。
威爾金斯、富蘭克林簡介－
羅莎琳·愛爾西·富蘭克林（Rosalind Elsie Franklin，1920年7月25日－1958年4月16日）出生於英國富裕的猶太人家族，1938年進入劍橋大學就讀，在當時女性可以進入劍橋非常厲害，但畢業時劍橋只有給她「名義上的學位」。1942年因二戰的關係，進入不列顚煤炭利用協會研究碳元素，並於1945年獲得了物理化學博士學位，二戰結束後，前往法國國家中央化學實驗室，學會X射線晶體繞射技術，之後就進入威爾金斯的實驗室。
莫里斯·休·弗雷德里克·威爾金斯(Maurice Hugh Frederick Wilkins，1916年12月15日－2004年10月5日)出生於紐西蘭，一開始研究原子彈，但是戰後改行走入生物學，進入倫敦國王學院進行研究，之後開啟研究DNA的結構，但是他對繞射的結果不夠滿意，此時，威爾金斯就找富蘭克林進入實驗室。
一開始威爾金斯在DNA乾燥時得到一張繞射圖，後來富蘭克林發現在DNA潮濕的狀態下，繞射圖會有不一樣的結果，乾燥的就稱為A型DNA繞射圖，潮濕的就稱為B型DNA繞射圖，而富蘭克林認為A型才是重點，不久之後，華生和克里克看到B型DNA繞射圖後，解出DNA結構。最後富蘭克林在1958年因支氣管肺炎及卵巢癌逝世，沒有獲頒諾貝爾生醫獎。
第三章 溫故而知新
－重點小提示
還記得什麼是分子生物學嗎？以分子層級進行生物研究，就是分子生物學。那什麼是DNA呢？DNA就是去氧核糖核酸，由去氧核糖核苷酸聚合而成，核苷酸包含三個部份，含氮鹼基、五碳糖（核糖或去氧核糖）和磷酸根，相較於RNA的五碳糖是核糖核酸，DNA在五碳糖上少了氧原子。其中DNA的含氮鹼基有A、T、C、G，RNA則為A、U、C、G。DNA是雙股螺旋的構造，而RNA是單股構造的喔。
－時間軸：
參考資料
1. 維基百科『分子生物學』https://goo.gl/r5vWZm
2. 維基百科『分子生物學史』https://goo.gl/pi6Cqe
3. 維基百科『生物學史』https://goo.gl/V9RF21
4. DNA光環背後的奇女子
5. 克里克-發現遺傳密碼的那個人
6. 雙螺旋-DNA結構發現者的青春告白
7. 看漫畫學DNA
8. Biology, Campbell
9. 照片51 https://reurl.cc/GxXNG
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