مارپیچ دو رشته‌ای DNA در سال 1953 در ساختمان سه بعدی DNA ، بوسیله واتسون و کریک کشف شد. واتسون و کریک با استفاده از مطالعات تفرق اشعه ایکس ، رشته‌های DNA که بوسیله فرانکلین و ویلکینز تهیه شده بود و همچنین ساختن مدلها و استنباطهای مشخصی ، مدل فضایی خود را ارائه دادند و در سال 1962 واتسون و کریک و ویلکینز به خاطر اهمیت کشف ساختمان DNA به صورت مشترک جایزه نوبل دریافت کردند. مدل پیشنهادی آنان چنین بود. DNA یک مارپیچ دو رشته‌ای است که رشته‌های آن به دور یک محور مرکزی ، معمولا به صورت راست گرد پیچ می‌خورند. طبق مدل واتسون و کریک ، ستونهای قند - فسفات همانند نرده‌های پلکان به دو قسمت خارجی بازهای آلی پیچیده و به این ترتیب در معرض محیط آبکی داخل سلول هستند و بازهای آلی که خاصیت آبگریزی دارند، در داخل مارپیچ قرار می‌گیرند. هنگام تشکیل مارپیچ رشته‌ها رشته3 به صورت موازی متقابل قرار می‌گیرند. یعنی اگر جهت یک < باشد، رشته دیگر --5 5<--3 خواهد بود. پیوندهای هیدروژنی بین آدنین از یک رشته با باز تیمین رشته مقابل و باز گوانین یک رشته با سیتوزین رشته مقابل بوجود می‌آیند. گر چه از نظر اندازه هر باز پورینی می‌تواند در مقابل یک باز پیریمیدین قرار بگیرد. ولی به دلیل وجود گروههای شیمیایی روی بازهای G و C و T و A پیوندهای هیدروژنی مناسب فقط بین C - G و T - A برقرار می‌شود و ایجاد پیوند بین T - G و C- A ممکن نیست. واکنشهای توتومریزاسیون اتم هیدروژن در بازهای آلی می‌تواند روی اتمهای نیتروژن و یا اکسیژن حلقه جابجا شود. این تغییر موقعیت هیدروژن روی حلقه باز را توتومریزاسیون می‌گویند. توتومریزاسیون در بازهای آدنین سیتوزین باعث تبدیل فرم آمینی به فرم ایمنی و در مورد بازهای تیمین و گوانین باعث تبدیل فرم کتونی به فرم انولی می‌شود. در شرایط فیزیولوژیکی ثابت تعادل واکنش توتومریزاسیون بیشتر به سمت اشکال آمینی و کتونی می‌باشد. این حالت پایدار پروتونی ، الگوی تشکل پیوندهای هیدروژنی بین بازها را تعیین می‌نماید، بطوری که بازهای T و A با تشکیل دو پیوند هیدروژنی و بازهای G و C با سه پیوند هیدروژنی با هم جفت می‌شوند. C و A و همچنین T و G نمی‌توانند با هم جفت شوند. زیرا در این بازها اتمهای هیدروژن هر دو در یک موقعیت قرار دارند و امکان ایجاد پیوند هیدروژنی وجود ندارد. به دلیل اینکه در رشته‌های DNA همواره باز A مقابل T و باز G مقابل C قرار دارد، این دو رشته را مکمل می‌نامند. بنابراین توالی موجود در یک رشته DNA ، توالی رشته مقابل را تعیین می‌کند. مکمل بودن دو رشته DNA ، اساس عمل همانند سازی DNA است. عمل لقاح سلولهای جنسی توسط نوع خاصی از تقسیم سلولی به نام میوز ساخته می‌‌شوند. در اثر این تقسیم سلول های هاپلوئید ایجاد می‌‌شوند. این تقسیم فقط در اعضای تناسلی، یعنی بیضه ها و تخمدانها در جانوران، و بساکها و تخمکهای گیاهان، انجام می‌‌شود. سلولهای جنسی فقط یک مجموعه کروموزوم دارند، در حالی که همه سلولهای دیگر یک موجود زنده دو مجموعه کروموزوم دارند. وقتی تخمک جنس ماده و اسپرم جنس نر در عمل لقاح با هم ترکیب می‌‌شوند، تبدیل به یک سلول می‌‌شوند که دوباره همان دو مجموعه کروموزوم (دیپلوئید) را دارد. این سلول تبدیل به یک موجود زنده جدید می‌‌شود میوز میوز در سلولهای دیپلوئید رخ می‌دهد، یعنی سلولهایی که از هر کروموزوم یک جفت دارند. تعداد کروموزوم های این سلولها را با 2n نشان می‌دهند، مثلاً انسان 46 کروموزوم دارد، که در 23 جفت هستند، پس n=23 . وقتی میوز انجام شد، چهار سلول به وجود می‌آید که هر کدام نصف سلول اولیه کروموزوم دارند که آنها را با 1n نشان می‌دهیم. به این سلولها هاپلوئید می‌گوییم. میوز شامل دو تقسیم متوالی است. در مرحله اول یک سلول دیپلوئید به دو سلول دیپلوئید تبدیل می‌شود. در مرحله دوم، این دو سلول به چهار هاپلوئید تبدیل می‌شوند. در میوز یک نسخه برداری از DNA انجام می‌شود، ولی دو تقسیم داریم. پس هر یک از چهار سلول نهایی به اندازه نیمی از کروموزوم های یک سلول طبیعی را همراه دارند. به همین دلیل است که گاهی میوز را "تقسیم کاهشی" نیز می‌نامند. هدف میوز افزایش تنوع ژنتیکی است. هر یک از چهار هاپلوئید حاصل، کروموزوم های متفاوتی دارند. ولی در میتوز، دو سلول با اطلاعات ژنتیکی یکسان و با تعداد کروموزوم های طبیعی به وجود می‌آید. میوز اساس تولید مثل جنسی است. میوز اسپرم ( سلول جنسی نر ) و اووم ( سلول جنسی ماده ) را به وجود می‌آورد. از ترکیب این دو سلول، اولین سلول موجود زنده جدید شکل می‌گیرد. این کار باعث تنوع ژنتیکی می‌شود و به جانداران فرصت تکامل و سازگاری با شرایط محیطی مختلف را می‌دهد.