Sejarah Penemuan DNA: Hershey dan Chase

Virus yang menginfeksi bakteri banyak digunakan peneliti untuk mempelajari genetika molekul. Pada tahun 1952, Alfred Hershey dan Martha Chase menemukan bahwa DNA adalah materi genetic pada fag T2 yang menginfeksi bakteri Escherichia Coli. 

 Martha Chase dan Alfred Hershey

Sebelumnya, para ilmuwan biologi telah mengetahui bahwa T2, seperti kebanyakan virus, tersusun atas protein dan DNA. T2  juga dapat memerintahkan sel-sel E. Coli untuk memproduksi virus-virus baru. Tetapi belum diketahui komponen  apakah  yang bertanggung jawab atas pemrogaman ulang sel-sel bakteri tersebut,  protein atau DNA. 

 Garis besar percobaan Hershey dan Chase

Untuk menjawab pertanyaan itu, Hershey dan Chase melabeli fag T2 dengan isotop radioaktif untuk melacak keberadaan protein dan DNA ketika infeksi berlangsung. Pertama, mereka membiakkan sekumpulan fag T2 di sekitar atom S-35 radioaktif untuk melabeli protein T2. Karena hanya protein yang mengandung belerang (DNA tidak mengandung belerang), maka atom S-35 hanya masuk ke dalam protein T2.

Selanjutnya dengan cara yang sama, Hershey dan Chse melabeli DNA T2 dengan atom P-32 radioaktif, karena fosfor terdapat dalam DNA T2. Mereka membiarkan kumpulan T2 yang protein dan DNA-nya telah dilabeli menginfeksi bakteri E. Coli secara terpisah, lalu menyingkirkan cangkang protein kosong T2 yang masih menempel pada bagian luar sel bakteri dengan blender dan sentrifuga. Sehingga mereka mendapatkan cairan berisi partikel-partikel fag dan butiran di dasar tabung berisi sel-sel bakteri.

Mereka menemukan bahwa ketika T2 dengan protein radioaktif menginfeksi bakteri, sebagian besar kandungan radioaktifnya terkandung dalam cairan berisi partikel-partikel fag. Sedangkan ketika T2 dengan DNA radioaktif menginfeksi bakteri, sebagian besar kandungan radioaktifnya terkandung dalam butiran di dasar tabung yang berisi sel-sel bakteri.

Ini menunjukkan bahwa protein bukanlah materi yang mereplikasi T2. Tetapi DNA-lah yang masuk ke dalam bakteri saat terjadi infeksi dan memprogram sel-selnya untuk memproduksi senyawa-senyawa yang diperlukan untuk replikasi T2. Kesimpulannya adalah DNA memiliki kemampuan untuk memprogram sel.

Sejarah Penemuan DNA: Watson, Crick, Maurice dan Franklin

DNA terdiri atas dua untai benang polinukleotida yang berpilin membentuk heliks ganda (double helix). Model DNA itu pertama kali dikemukakan oleh James Watson dan Francis Crick pada tahun 1953 di Inggris.

James Watson (kiri) dan Francis Crick dengan model DNA

Struktur tersebut mereka buat berdasarkan foto difraksi sinar X pada DNA yang ditunjukkan kepada mereka oleh Maurice Wilkins. Foto tersebut diambil oleh Rosalind Franklin. Karena yang difoto itu tingkat molekul, maka yang tampak hanyalah bayangan gelap dan terang saja. Bayangan foto itu dianalisis sehingga mereka berkesimpulan bahwa molekul DNA merupakan dua benang polinukleotida yang berpilin.

 Rosalind Franklin dan foto difraksi sinar X dari DNA

Sebelum Rosalind Franklin dapat merasakan hasil dari jerih payahnya menemukan foto DNA dengan difraksi sinar X, ia meninggal akibat kanker rahim yang dideritanya pada umur 38 tahun.

Ada kontroversi yang beredar setelah kematian Rosalind Franklin tentang namanya yang seharusnya layak diberi penghargaan nobel. Tetapi pada kenyataannya nobel tentang penemuan model DNA hanya diberikan kepada Watson, Crick dan Wilkins. Walaupun menurut informasi yang saya peroleh dari Wikipedia, Wilkins menunjukkan foto DNA itu kepada Watson dan Crick tanpa izin dari Franklin.

Atas ketekunannya, saya sangat mengagumi tokoh Rosalind Franklin. Wanita ini benar-benar bisa menjalankan tugasnya tidak hanya sebagai wanita tetapi juga sebagai ilmuwan yang pantang menyerah ^_^

Sejarah Penemuan DNA: Miescher, Griffith dan Avery

Ada yang udah kenal belum sama DNA? DNA alias deoxyribonucleic acid ini pasti sudah sering kita lihat di cover buku-buku genetika. Itu tuuh.. yang bentuknya seperti dua helai pita bergelombang atau tangga yang memutar, inget lagi kan? :D

Tau sendiri kan DNA itu keciiiiiil sekali, tapi peranannya sangat besar. Kalau gak ada DNA, gak tau deh wajah kita mirip siapa. Bisa aja wajah ibu dan bapak kita gak terprogram ke dalam sel-sel kita waktu masih di dalam rahim. Terus pas udah lahir, baru deh ketahuan kalau wajah kita mirip monyet peliharaan tetangga sebelah. Jderrrr..!!!

DNA-lah yang membawa semua materi genetik alias yang menentukan karakter dari tiap sel pada suatu organisme. DNA tiap makhluk hidup berbeda, karena itulah satu manusia tidak sama dengan manusia lain. Allah Maha Pencipta.

Gimana dong caranya menemukan DNA yang begitu kecil tetapi kompleks itu? Tenang, semua ada tahapan-tahapannya. Beginilah asal mula ditemukannya DNA..

Friedrich Miescher menemukan suatu zat yang ia disebut "nuclein" pada tahun 1869. Kemudian dia mengisolasi zat yang kini dikenal sebagai DNA dari sperma salmon, dan pada tahun 1889 muridnya, Richard Altmann, menamakan zat itu "asam nukleat". Zat ini hanya ditemukan dalam kromosom.

Friedrich Miescher

 

Suatu kebetulan membawa berkah bagi Frederick Griffith pada tahun 1928. Griffith bekerja dengan dua varietas bakteri pneumonia Streptococcus pneumoniae. 

Satu diantara dua bakteri tersebut adalah bakteri tipe III-S yang tergolong bakteri virulen. Tipe III-S ini memiliki kapsul pelindung yang terbuat dari polisakarida sehingga tahan terhadap sistem kekebalan inangnya. Ketika bakteri virulen ini disuntikkan pada tikus, tikus itu mati.

Bakteri kedua yang Griffith suntikkan pada tikus adalah bakteri tipe II-R yang tidak berbahaya karena tidak memiliki kapsul pelindung seperti bakteri tipe III-S. Hal ini pun menyebabkan tikus tetap hidup. Lalu Griffith menyuntikkan bakteri tipe III-S yang telah dipanaskan. Bakteri yang telah rusak ini tidak menyebabkan kematian pada tikus. 

 Garis besar percobaan Fred Griffith

Selanjutnya Griffith mencampurkan sisa bakteri tipe III-S yang telah dipanaskan tadi dengan bakteri tipe II-R. Meskipun telah dibuktikan bahwa kedua bakteri tersebut secara terpisah tidak menimbulkan efek apapun pada tikus, tetapi gabungan keduanya dapat menyebabkan tikus inangnya mati. Bukan hanya itu, bakteri virulen III-S ditemukan hidup dalam darah tikus mati tersebut. Griffith menyimpulkan bahwa bakteri dapat memindahkan informasi genetik melalui proses\transformasi.

Saat ini sudah diketahui bahwa penyebab transformasi tersebut adalah DNA bakteri tipe III-S. Meskipun bakteri itu telah mati karena suhu tinggi, DNA-nya bertahan dari proses pemanasan dan mampu menyusup ke dalam bakteri II-R hidup. DNA dari tipe III-S mengandung gen yang membentuk kapsul perlindungan. Dilengkapi dengan gen ini, bakteri tipe II-R menjadi terlindung dari sistem kekebalan inang yang dapat membunuhnya.

Selama lebih dari satu dekade, belum ada yang berani mengumumkan apa penyebab transformasi itu. Hingga pada tahun 1944, Oswald Avery menemukan zat yang dianggapnya sebagai penyebab transformasi pada bakteri setelah mengambil ekstrak bakteri   tipe III-S, memasukkannya ke dalam sentrifuga dan mensuspensikannnya berulang kali sampai diperoleh DNA dalam jumlah yang sangat sedikit.

 Oswald Avery

 

Penjelasan tadi menunjukkan bahwa DNA menyimpan materi genetika yang menentukan karakteristik suatu individu. Percobaan Griffith juga memberikan pengetahuan bahwa DNA dari dua organisme yang berbeda dapat digabungkan sehingga terbentuk DNA rekombinan yang memberikan karakter baru pada organisme penerima DNA rekombinan.