Advertisement

SIFAT DASAR GEN, Kromosom tersusun atas protein (kebanyakan histon) dan asam deoksiribosa nukleat (DNA = Deoxyribonucleic acid). Protein dan DNA itu merupakan molekul linear yang tersusun atas sejumlah besar balok-bangunan (building blocks) yang ujung dengan ujungnya bergabung. Struktur seperti rantai ini pada skala kecil mirip dengan pertautan gen pada urutan linear di sepanjang kromosom. Dengan demikian, baik protein maupun DNA memiliki molekul yang cocok sebagai bahan genetika. Sampai pertengahan tahun 1940-an sejumlah kecil ahli biologi yang mencoba berpikir tentang gen dalam bentuk zat kimia berpendapat bahwa proteinlah yang lebih pantas sebagai bahan genetika daripada DNA, karena protein terdiri atas dua puluh macam balokbangunan asam amino, sedangkan DNA hanya terdiri atas empat macam nukleotida. Pernah diperdebatkan bahwa jika tindakan gen harus dijelaskan dengan ditinjau dari segi ‘bahasa gen’, suatu abjad yang terdiri dua puluh huruf kiranya akan lebih mungkin daripada abjad yang hanya terdiri atas empat huruf. Walaupun demikian, DNA telah terbukti sebagai pembawa informasi genetika.

Bukti pertama yang meyakinkan bahwa DNA adalah bahan genetika diterbitkan pada tahun 1944 oleh 0. T. Avery dan rekan sekerjanya. Mereka memperlihatkan bahwa asas aktif yang terlibat pada fenomena yang disebut transformasi bakteri (bacterial transformation) adalah DNA yang telah ditentukan 16 tahun sebelumnya, tetapi masih tetap belum dapat diterangkan. Kemampuan suatu bakteri tertentu penyebab radang paru-paru, Diplococcus pneumoniae, untuk menimbulkan infeksi bergantung kepada hadirnya satu kapsul bahan polisakarida yang mengelilingi sel bakteri itu. Jika ditumbuhkan pada medium-agar, koloni bakteri yang terkandung dalam kapsul seperti itu memiliki permukaan yang licin, dan bakteri ini menyebabkan radang paru-paru jika diinokulasikan pada tikus. Ada satu varian genetika bakteri ini, yang sel-selnya tidak memiliki kapsul polisakarida, permukaan koloni-agarnya kasar, serta tidak merupakan patogen. Varian licin dan varian kasar diberi tanda berturut-turut S dan R. Jika tikus diinokulasi dengan diplokokus R yang masih hidup atau S yang telah dimatikan dengan pemanasan, tikus-tikus itu tidak sakit, tetapi jika mereka diinokulasi dengan campuran kedua cairan diplokokus tersebut, tikus-tikus menderita radang paru-paru. Kultur bakteri S yang masih hidup dapat diperoleh dari tikus yang terinfeksi, yang membuktikan bahwa sesuatu zat yang berasal dari sel-sel S yang mati, mesti telah menyebabkan ‘transformasi’ diplokokus R hidup menjadi diplokokus S yang hidup pula. Transformasi ini merupakan suatu perubahan kebakaan, sebab sel-sel yang ditransformasikan dapat dibiakkan dengan tak terbatas sebagai satu varian S. Avery dan rekan sekerjanya menguji kemampuan bagian-bagian sel S yang telah dimatikan dengan pemanasan untuk membuat transformasi ini, dan ditemukan bahwa hanya bagian-bagian yang berisi DNA saja yang efektif. Hasil ini dengan jelas menunjukkan keterlibatan DNA sebagai bahan genetika.

Advertisement

Bukti lebih lanjut yang menunjang kesimpulan ini diper-oleh pada tahun 1952 oleh Hershey dan Chase, yang menggunakan baktetiofag yang menyerang Escherichia coli, suatu bakteri yang umum menghuni usus besar manusia. Suatu bakteriofag (secara harfiah berarti pemakan bakteri) adalah virus yang menyerang bakteri. Walaupun bakteriofag itu strukturnya bervariasi, pada pokoknya tersusun atas suatu kulit luar protein dan satu inti sebelah dalam yang tersusun atas DNA atau RNA (asam ribonukleat). Bakteriofag dari E. coli adalah satu struktur berbentuk pentungan yang terdiri atas satu kepala bersegi enam yang berisi DNA, satu ekor kontraktil yang berbentuk tabung, dan satu piringan-ujung tempat melekatnya enam benang ekor ( 17.1). Untuk menyerang satu E. coli, partikel bakteriofag ini melekatkan diri melalui piringan-ujung ke permukaan sel inangnya. Sekitar 20 menit kemudian sel bakteri pecah dan mengeluarkan ratusan partikel virus baru yang akan dapat mengulangi proses infeksi. Untuk mencapai kesimpulan bahwa DNA bertindak sebagai dasar fisik kebakaan, Hershey dan Chase memanfaatkan kenyataan bahwa kulit protein bakteriofag berisi sulfur tetapi tak ada fosfor, sedangkan DNA dalam kepalanya berisi fosfor tetapi tak ada sulfur. Mereka menandai protein dari satu contoh bakteriofag dengan 35S dan DNA dari contoh lain dengan 32P, dan memperlihatkan bahwa protein pada kulit tetap berada di luar sel bakteri, tetapi DNA memasukinya melalui satu lubang yang dibuat pada dinding bakteri pada titik perlekatannya. Selama jangka waktu antara infeksi dan pecahnya sel bakteri, DNA bakteri pecah menjadi komponen-komponen balok-bangunannya yang kemudian bersama-sama dengan bahan lain dari medium sekelilingnya disintesis kernbali menjadi partikel bakteriofag baru di bawah arahan’ DNA bakteriofag penyerbu. Bila satu generasi baru bakteriofag telah terbentuk di dalam bakteri, dinding bakteri pecah dan beberapa ratus partikel bakteriofag infektif dilepaskan. Karena yang memasuki tubuh bakteri itu DNA bukannya protein, maka sudah pasti DNA-lah yang berisi kode untuk menghasilkan partikel bakteriofag yang baru.

 

Advertisement