Advertisement

TINDAKAN GEN, Berbagai macam interaksi gen (seperti tindakan gen epistasis dan komplementer) yang dapat dikenal melalui cara analisis baku genetika Mendel telah dibahas. Cara terjadinya interaksi demikian, dan cara bagaimana gen-gen dapat bekerja sama secara kimia untuk menimbulkan efek gen-gen itu, telah banyak dijelaskan pada awal tahun 1940-an melalui penelitian-penelitian biosintesis asam amino, vitamin dan zat-zat lain pada kapang roti Neurospora crassa. Jamur ini biasanya mensintesis asam amino dan vitamin sendiri, tetapi tak mampu mensintesis vitamin biotin, yang harus diperoleh dari makanannya. Oleh karena itu sebagian besar galur N. crassa akan tumbuh dalam medium pertumbuhan minimum yang mengandung gula, sumber nitrogen anorganik, dan biotin. Dengan memberikan perlakuan kepada jamur ini, baik dengan penyinaran sinar X maupun dengan zat kimia tertentu seperti gas mostar (mustard gas), dapat dihasilkan galur mutan (mutant strains) yang tak mampu tumbuh pada medium minimum. Galur demikian tidak mampu membentuk berbagai zat (umpamanya asam amino triptofan) yang diperlukan untuk pertumbuhannya, dan zat-zat tersebut harus ditambahkan ke dalam medium minimum jika galur demikian dikehendaki untuk hidup terus.

Di antara banyak galur mutan N. crassa yang dihasilkan, galur-galur yang tak mampu mensintesis triptofan terbukti cocok sekali untuk dijadikan bahan pengamatan. Dua dari galur-galur yang tak mampu mensintesis triptofan ternyata masing-masing dapat dibedakan dari tipe normalnya hanya dengan satu gen saja. Kedua galur ini dapat tumbuh bila triptofan, atau prekursornya (yaitu indol), ditambahkan ke dalam medium minimum. Jelas bahwa kedua galur ini memiliki kemampuan seperti tipe normalnya untuk mengubah indol menjadi triptofan. Selanjutnya salah satu galur, yang dalam hal ini akan disebut galur a, dapat tumbuh jika diberi asam antranilat (anthranilic acid), yang dapat diubah menjadi indol oleh galur ini, seperti halnya dilakukan oleh galur normalnya. Tertahannya sintesis triptofan agaknya terjadi pada suatu bagian dari rantai reaksi kimia sebelum pembentukan asam antranilat. Galur normal memiliki alel al yang mampu melaksanakan sintesis asam antranilat dan prekursornya, sedangkan galur a, memiliki alel lain a2 dari gen yang sama yang tidak mampu melaksanakan reaksi ini. (Catatan: Neurospora crassa adalah organisme haploid, dan sel-sel somatiknya hanya memiliki satu alel pada setiap gennya). Berbeda dengan galur a, galur kedua (galur tak dapat tumbuh bila diberi asam antranilat, tetapi seperti telah disebutkan di atas galur ini akan tumbuh jika diberi indol. Jika galur ini mampu tumbuh setelah diberi indol, asam antranilat akan tertimbun dalam medium tempat jamur itu tumbuh. Jelas bahwa galur ini dapat membentuk asam antranilat, tetapi tak mampu mengubahnya menjadi indol. Galur normal mesti memiliki alel 191 yang menyebabkan pengubahan tersebut, sedangkan galur memiliki alel 12′ yang tak mampu berbuat seperti itu. Kini dapat disusun suatu an tentang bagaimana gen memainkan peranannya dalam sintesis triptofan. Banyak jalur kimia demikian, beberapa di antaranya sangat gompleks, telah dapat dianalisis dalam Neurospora dan jamur lain. Dalam semua hal gen-gen itu memegang peranan yang sama, yaitu peranan untuk mengatur perubahan dat-i satu zat ke zat lain. Setiap langkah relatif sederhana, seperti kondensasi atau metilasi (methylation), sehingga jalur sintesis kompleks dicapai melalui kerja sama satu deretan gen, yang masing-masing melaksanakan tugas khusus dan masingmasing gen menyediakan bahan mentah bagi langkah berikut-nya dalam rantai reaksi kimia. Konsep bahwa satu gen melakukan tugasnya dengan jalan menghasilkan satu enzim, dan (hanya satu saja) telah dikemukakan oleh Beadle dan Tatum sebagai hipotesis satu gen satu enzim. Akan tetapi, karena berbagai sel tunggal juga mengatur pembentukan protein yang bukan enzim, konsep ini lebih baik dimodifikasi menjadi hipotesis satu gen satu protein, atau akan lebih baik lagi jika menjadi hipotesis satu gen satu rantai polipeptida. Walaupun hipotesis satu gen satu enzim harus dimodifikasi, hipotesis ini merupakan batu loncatan pada pemahaman tentang bagaimana gen bertindak.

Advertisement

 

Advertisement