Le ricerche effettuate per comprendere in che modo il DNA controlli le attività cellulari presero avvio da un'ipotesi elaborata per la prima volta nel 1908. In quell'anno un medico inglese, Sir ArchibaldGarrod , presentò in una serie di conferenze alcune nuove teorie riguardanti certe malattie umane che egli definiva "errori congeniti del metabolismo".
Garrod ipotizzava che alcune malattie causate dall'incapacità di svolgere particolari processi chimici potessero essere ereditarie e che tale capacità fosse dovuta a carenze enzimatiche; in questa ipotesi, che anticipava i tempi di quasi mezzo secolo, era implicita l'idea che i geni influenzassero la produzione degli enzimi.
A metà del secolo scorso i biologi cominciarono a capire che tutte le attività biochimiche della cellula dipendono da enzimi specifici.
Inoltre divenne chiaro che la specificità di diversi enzimi era dovuta anche alla loro struttura primaria, cioè la sequenza lineari degli amminoacidi presenti nella molecola proteica.
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