Im­por­tan­ti in­di­zi sul­la strut­tu­ra del DNA pro­ve­ni­va­no an­che dal­la sua com­po­si­zio­ne chi­mi­ca. I bio­chi­mi­ci sa­pe­va­no che il DNA era un polimero di nu­cleo­ti­di e che cia­scun nu­cleo­ti­de era com­po­sto da una mo­le­co­la del­lo zuc­che­ro desossiribosio, da un gruppo fosfato e da una base azotata.
La so­la dif­fe­ren­za fra i quat­tro nu­cleo­ti­di pre­sen­ti nel DNA ri­sie­de­va nel­le ba­si azo­ta­te: le pu­ri­ne adenina (A) e guanina (G) e le pi­ri­mi­di­ne citosina (C) e timina (T).

Nel 1950, il chi­mi­co di ori­gi­ne au­stria­ca Er­win Char­gaff ri­scon­trò al­cu­ne re­go­la­ri­tà nel­la com­po­si­zio­ne del DNA:

• La per­cen­tua­le dei quat­tro ti­pi di nu­cleo­ti­di è sem­pre la stes­sa nel DNA di cel­lu­le pro­ve­nien­ti da tes­su­ti di­ver­si del me­de­si­mo in­di­vi­duo.
• La com­po­si­zio­ne del­le mo­le­co­le di DNA non è in­fluen­za­ta da fat­to­ri ester­ni o dal­l’e­tà del­l’or­ga­ni­smo.
• Il rap­por­to tra la per­cen­tua­le di A e quel­la di G (le due pu­ri­ne pre­sen­ti nel DNA) va­ria da una spe­cie al­l’al­tra; ciò sug­ge­ri­va una re­la­zio­ne con il «si­gni­fi­ca­to» del mes­sag­gio scrit­to nel­la bio­mo­le­co­la.
• In tut­te le spe­cie, la quan­ti­tà di ade­ni­na è ugua­le al­la quan­ti­tà di ti­mi­na (A = T) e la quan­ti­tà di gua­ni­na è ugua­le al­la quan­ti­tà di ci­to­si­na (G = C); di con­se­guen­za la quan­ti­tà to­ta­le del­le pu­ri­ne (A + G) è ugua­le a quel­la del­le pi­ri­mi­di­ne (T + C).

Co­me ve­dre­mo, que­st’ul­ti­ma os­ser­va­zio­ne (▶figura 6) è par­ti­co­lar­men­te si­gni­fi­ca­ti­va: la strut­tu­ra del DNA non sa­reb­be mai sta­ta ri­ca­va­ta sen­za di es­sa, an­che se per al­me­no tre an­ni nes­su­no ne ri­co­nob­be l’im­por­tan­za.