Ilmu dan Teknologi

60 Tahun DNA

Edisi, 25 April 2013

Peringatan penemuan struktur untai ganda yang menjadi dasar kehidupan di Bumi.

60 Tahun DNA

JAKARTA - Tanpa DNA, kerangka Raja Inggris Richard III yang terkubur hanya 1 meter di bawah pelataran parkir di Leicester mungkin tak akan pernah terungkap. Kerangka dengan tulang belakang melengkung itu mungkin hanya dianggap sebagai tulang manusia dari abad pertengahan, bukan jenazah seorang raja.

Berkat DNA dari Michael Ibsen, keturunan langsung dari Anne York-saudara perempuan Richard III--ilmuwan dapat memastikan identitas sang raja. Sampel DNA dari kerangka itu juga cocok dengan salah satu kerabatnya yang masih hidup pada saat ini.

Tak mengherankan bila para ilmuwan menjuluki struktur rantai berpilin itu sebagai dasar seluruh kehidupan di bumi. Meski telah ada sejak kehidupan muncul di bumi, struktur unik DNA baru terungkap pada 60 tahun lalu. Sejak saat itu, peran DNA menjadi amat vital dalam dunia teknologi, sains, kedokteran modern, bahkan investigasi kriminal.

Selama 60 tahun ini, DNA telah menjawab banyak misteri kehidupan. Para ilmuwan menggunakannya untuk mengidentifikasi organisme, menguak identitas korban atau pelaku kejahatan, hingga penelusuran ayah biologis. Dunia kedokteran menggunakan DNA untuk mempelajari penyakit dan mencari pengobatannya. Bahkan penelusuran asal-usul manusia dan upaya memperbaiki keturunan tidak bisa terlepas dari DNA.

Untuk memperingati penemuan besar itu, dunia akan memperingati Hari DNA dan Genom ke-60 di Kota Nanjing, Cina, pada 25 April 2013. Kongres internasional tahunan ini dihajat untuk mengenang penemuan struktur untai ganda DNA (asam deoksiribonukleat). Tanggal 25 April dipilih karena dua ilmuwan penemunya, James Watson dan Francis Crick, pertama kali mempublikasikan fondasi dasar penyusun organisme itu dalam jurnal Nature pada 25 April 1953.

Orang pertama yang menyadari struktur untai ganda DNA itu adalah Watson. Pada 28 Februari 1953, di Laboratorium Cavendish di Cambridge, Inggris, ilmuwan 25 tahun asal Chicago, Amerika Serikat, itu menemukan pasangan berpilin yang terdiri atas untaian asam deoksiribonukleat (DNA) di dalam sel hidup. Struktur ganda itu bisa memisahkan dan mereplikasi dirinya sendiri, kemudian menyampaikan informasi genetik dari sel-sel lama ke baru.

"Begitu indah untuk menjadi kenyataan," ujar Watson mengomentari penemuan struktur untai ganda DNA, seperti dikutip Guardian dari buku The Double Helix, 24 April lalu.

Seusai penemuan itu, Crick, ilmuwan pada Laboratorium Cavendish yang bekerja sama dengan Watson, pergi ke sebuah pub lokal bernama Eagle dan memberikan pengumuman ke seluruh pengunjung yang ada saat itu. "Kami telah menemukan rahasia kehidupan," ujar Crick ketika itu.

Penemuan struktur internal gen manusia tersebut pertama kali disampaikan secara resmi ke publik pada 8 April 1953. Direktur Laboratorium Cavendish, Sir Lawrence Bragg, menyampaikan hasil temuan Watson dalam konferensi Solvay tentang protein di Belgia. Namun, ketika itu perhatian publik belum terlalu besar.

Komunitas ilmiah di berbagai penjuru dunia baru mengetahui penemuan ini lewat makalah yang ditulis oleh Watson dan Crick bersama Maurice Wilkins, ilmuwan dari King College London, dua bulan kemudian. "Struktur berpasangan yang kami temukan menunjukkan mekanisme untuk menyalin bahan genetik," tulis mereka dalam Nature. Sejak itu perhatian dunia tertuju pada penemuan mereka.

Pada 1962, Watson, Crick, dan Wilkins dianugerahi Nobel bidang fisiologi dan kedokteran atas penemuan mendasar yang dianggap paling penting dalam sejarah ilmu pengetahuan abad ke-20. Berita penemuan struktur untai ganda DNA semakin menyebar luas tatkala buku The Double Helix diterbitkan pada 1968. Buku itu memperkenalkan nama Rosalind Franklin, ahli kimia dari King's College, yang karyanya punya andil besar dalam penemuan Watson dan Crick.

Keberadaan molekul DNA sebenarnya telah diketahui oleh para ilmuwan sejak akhir 1800. Namun, ketika itu belum ada yang dapat menggambarkan bentuk dan fungsinya bagi kehidupan. Nah, penemuan struktur untai ganda oleh Watson dan Crick merupakan kunci untuk memahami bagaimana molekul DNA bekerja sebagai kode untuk gen. Pengkodean gen menjadi urusan krusial bagi para ilmuwan untuk mempelajari segala fenomena pada tubuh organisme.

Penemuan struktur untai ganda DNA menginspirasi para ilmuwan untuk memetakan genom makhluk hidup. Lewat Proyek Genom Manusia, untuk pertama kalinya peneliti berusaha memetakan genom manusia (Homo sapiens).

Proyek penelitian ilmiah skala internasional itu digagas oleh pemerintah Amerika Serikat pada 1987. Tujuannya untuk menentukan urutan pasangan basa kimia yang membentuk DNA, mengidentifikasi dan memetakan sekitar 25 ribu gen dari genom manusia dari segi fisik dan fungsinya.

"Proyek Genom Manusia memberi kita kemampuan membaca cetak biru genetik lengkap alam yang membangun manusia untuk pertama kalinya," tulis National Human Genome Research Institute dalam situs resminya. Proyek ilmiah paling ambisius pada akhir abad ke-20 ini rampung pada April 2003, tepat separuh abad sejak penemuan Watson dan Crick.

Pada tahun yang sama Kongres Amerika Serikat menetapkan 25 April sebagai Hari DNA Nasional. Sejak itu National Human Genome Research Institute merayakannya. Di Cina, Hari DNA dan Genom Dunia pertama kali diperingati pada 25 April 2005 dan diselenggarakan oleh Kongres BIT. Kongres tahunan ini menjadi ajang pertemuan para ilmuwan sejagat untuk saling bertukar informasi dan berbagi hasil penelitian mereka.

Kini hanya Watson yang masih bisa menyaksikan bagaimana penemuannya mengubah wajah dunia. Sementara itu, Crick, yang meninggal pada 2004, tetap memberikan sumbangsih dalam bentuk lain. Pada 11 April lalu medali Nobel milik Crick dilelang seharga lebih dari US$ 2 juta di New York. Medali itu berpindah ke tangan direktur eksekutif sebuah perusahaan biomedis Cina yang sedang mengerjakan proyek regenerasi organ.

Pada penjualan terpisah sehari sebelumnya, surat yang pernah ditulis Crick juga dilelang dan terjual lebih dari US$ 6 juta oleh penawar anonim. Dalam surat tertanggal 19 Maret 1953 itu, Crick menceritakan penemuan struktur untai ganda DNA kepada Michael Crick, anaknya yang berusia 12 tahun. Surat setebal tujuh halaman itu berisi diagram yang menguraikan bagaimana asam deoksiribonukleat bereplikasi dan mengkodekan instruksi untuk perkembangan dan fungsi makhluk hidup.

"Surat yang sangat indah. Dia menulisnya dengan bahasa yang saya pahami," tutur Michael Crick, kini 72 tahun, seperti dikutip LiveScience. Michael masih ingat menerima surat dari ayahnya saat ia sedang dirawat di rumah sakit di sekolah asrama. "Banyak cinta, Ayah," ucap Michael tentang kalimat yang ditulis ayahnya di akhir surat.

Keluarga Crick menyatakan sebagian uang dari hasil pelelangan medali Nobel akan disumbangkan untuk mendanai The Francis Crick Institute, sebuah lembaga penelitian medis yang dijadwalkan untuk dibuka di London pada 2015. Sebagian dari hasil pelelangan surat akan disumbangkan ke Salk Institute di California, tempat Crick dulu pernah menimba ilmu tentang kesadaran organisme. "Ini merupakan kemenangan ilmu pengetahuan di seluruh dunia," ujar Kindra Crick, cucu Francis Crick. NHGRI | GUARDIAN | LIVESCIENCE | MAHARDIKA SATRIA HADI


Membongkar Kode Helix Ganda

April memiliki makna khusus bagi para peneliti DNA. Enam puluh tahun lalu, pada bulan ini, peneliti James Watson dan Francis Crick mendeskripsikan bentuk heliks ganda DNA. Terobosan itu membuat para pakar genetika bisa mempelajari bagaimana karakteristik fisik suatu organisme dikodekan dalam molekul DNA, dan bagaimana ciri khas tersebut diwariskan kepada keturunannya.

Sepuluh tahun lalu, juga pada bulan ini, para ilmuwan menuntaskan proyek mengurutkan untaian genom manusia, menyusun hampir 3 miliar huruf yang membentuk molekul DNA manusia secara berurutan. Human Genome Project tersebut membutuhkan lebih dari satu dasawarsa dan dana lebih dari US$ 3 miliar. Dengan peta yang komprehensif itu, para peneliti bisa lebih mudah mempelajari bagaimana gen menentukan nasib medis kita.

Pada 25 April, para peneliti sedunia merayakan Hari DNA untuk menandai pencapaian di masa lalu. Juga untuk mengagumi kemajuan yang diraih sejak tonggak bersejarah tersebut. Pada saat ini, mesin yang lebih cepat dan murah membuat para peneliti dapat mengurutkan untaian genom ribuan orang dalam proyek riset yang ditujukan untuk penyakit kompleks, seperti jantung dan kanker. Di masa depan, pemindaian genom mungkin menjadi bagian rutin dari pemeriksaan kesehatan.

  • 1869: Nuclein, atau yang kini lebih dikenal sebagai DNA atau asam deoksiribonukleat, diisolasi dari inti sel darah putih.
  • 1879: Kromosom ditemukan dalam inti sel.
  • 1900: Materi dasar penyusun DNA ditemukan, yaitu fosfat dan gula (deoksiribosa), serta empat basa (nukleotida): adenin (A), sitosin (C), Guanin (G), dan Timin (T).
  • 1933: Kromosom diperlihatkan mengandung DNA.
  • 1941: Munculnya hipotesis "satu gen, satu protein".
  • 1944: Penemuan bahwa DNA adalah materi yang mewariskan sifat, bukan protein.
  • 1953: James Watson dan Francis Crick (arah jarum jam, dari kiri) menemukan struktur heliks ganda DNA, dipandu oleh foto sinar-X yang diambil oleh Maurice Wilkins dan Rosalind Franklin.
  • 1961: Marshall Nirenberg membongkar kode genetik dan mengungkap urutan asam amino dalam molekul protein.
  • 1977: Walter Gilbert dan Frederick Sanger merancang teknik untuk mengurutkan untaian (sequence) pasangan basa.
  • 1986: Leroy Hood mengembangkan sequencer DNA otomatis berkecepatan tinggi yang pertama.
  • 1990: Human Genome Project dimulai. Proyek besar itu bertujuan mengurutkan nukleotida dan memetakan semua gen dalam DNA manusia.
  • Juni 2000: Presiden Amerika Serikat Bill Clinton mengumumkan bahwa 85 persen genom manusia berhasil diurutkan. Riset beralih untuk menemukan bagaimana gen individu dalam kromosom bervariasi.
  • 2006: Urutan terakhir kromosom manusia dipublikasikan. Kromosom 1 adalah yang terbesar dengan 4-316 gen yang tersusun dari 249 juta pasang basa.

    Biaya untuk satu genom pada 2001 mencapai US$ 95,3 juta.

    1. Sel manusia: Nukleus atau inti setiap sel mengandung 46 kromosom, masing-masing 23 kromosom dari ayah dan ibu.

    2. Kromosom: Setiap kromosom terdiri atas satu molekul DNA yang bergelung erat dengan protein yang bertugas untuk mengemas DNA dan mengendalikan fungsinya. DNA membawa kode genetik unik yang menentukan karakteristik setiap manusia.

  • DNA: Molekul yang gulungannya telah diluruskan begitu besar hingga rata-rata kromosom berisi 50 mm DNA.

    3. Genom: DNA terbuat dari pasangan basa kimia A,C, G, dan T. Setiap basa A berikatan dengan basa T dan tiap G berpasangan dengan C.

    4. Kode genetik: Urutan nukleotida di dalam gen adalah instruksi yang dapat diwariskan dan dibutuhkan untuk membuat molekul protein.

    Sejumlah protein adalah materi penyusun sel kulit, jantung, dan darah. Sedangkan protein lain mengendalikan proses biologis, seperti pencernaan makanan atau membawa oksigen dalam darah.

  • Protein
  • Gen

    5. Mutasi: Perubahan urutan untaian kode tersebut dapat menghasilkan protein dalam bentuk dan ukuran yang salah. Peneliti telah mengidentifikasi lebih dari 6.000 kelainan gen yang mempengaruhi sekitar satu dari 200 orang.

    6. Genom personal: Teknik sequencing generasi baru kini dapat mengidentifikasi risiko penyakit genetik dan memberi petunjuk terapi untuk mengatasinya.

  • Biaya per genom pada 2013 hanya US$ 1.000. GRAPHICNEWS
  • JAKARTA - Tanpa DNA, kerangka Raja Inggris Richard III yang terkubur hanya 1 meter di bawah pelataran parkir di Leicester mungkin tak akan pernah terungkap. Kerangka dengan tulang belakang melengkung itu mungkin hanya dianggap sebagai tulang manusia dari abad pertengahan, bukan jenazah seorang raja.

    Berkat DNA dari Michael Ibsen, keturunan langsung dari Anne York-saudara perempuan Richard III--ilmuwan dapat memastikan identitas sang raja. Sampel

    ...

    Silahkan Login / Register untuk melanjutkan membaca artikel ini.
    Anda akan mendapatkan 4 artikel gratis setelah Register.

    Hubungi Kami:

    Alamat : Gedung TEMPO, Jl. Palmerah Barat No.8, Jakarta Selatan, 12210

    Informasi Langganan :

    Email : cs@tempo.co.id

    Telepon : 021 50805999 || Senin - Jumat : Pkl 09.00 - 18.00 WIB

    Telp/SMS/WA : 0882-1030-2525 | 0882-1023-2343 | 0887-1146-002 || Senin - Minggu : Pkl 08.00 - 22.00 WIB

    Informasi Lainnya :

    Telp/SMS/WA : 0882-1030-2828 || Senin - Minggu : Pkl 08.00 - 22.00 WIB