Bagaimana Struktur DNA Ditemukan? Sejarah Ilmiah yang Mengubah Dunia

Apa itu Struktur DNA?

Singkatnya Struktur DNA adalah heliks ganda yang menyerupai tangga spiral. Ini adalah molekul yang menyimpan semua informasi genetik yang diperlukan untuk membangun dan mempertahankan suatu organisme.

Secara singkat, struktur ini terdiri dari tiga komponen utama yaitu: 

1.Gugus Fosfat: Merupakan bagian dari "rel" tangga.

2.Gula Deoksiribosa: Gula lima karbon ini juga membentuk "rel" bersama fosfat.

3.Basa Nitrogen: Empat jenis basa ini, adenin (A), timin (T), guanin (G), dan sitosin (C) yang membentuk "anak tangga" di bagian dalam.

Basa-basa ini selalu berpasangan secara spesifik dimana adenin selalu berpasangan dengan timin (A-T), dan guanin selalu berpasangan dengan sitosin (G-C). Urutan unik dari pasangan basa ini lah yang membentuk kode genetik.

Lalu bagaimana struktur DNA ini ditemukan? 

Mari kita bahas bersama Perjalanan panjang bagaimana Struktur DNA ditemukan.

Penemuan struktur DNA adalah salah satu tonggak terbesar dalam sejarah ilmu pengetahuan dan kedokteran. Sebelum abad ke-20, para ilmuwan sudah mengetahui bahwa sifat keturunan diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya, tetapi mereka belum memahami molekul apa yang menjadi penyebabnya. Pada akhir abad ke-19, seorang ahli biokimia asal Swiss bernama Friedrich Miescher menemukan zat kimia aneh yang ia sebut “nuklein” ketika meneliti inti sel darah putih pada tahun 1869. Zat tersebut memiliki kandungan fosfor tinggi dan tampak berbeda dari protein, namun saat itu Miescher belum memahami fungsinya dalam warisan genetik.

Ilmuwan lain seperti Phoebus Levene pada awal abad ke-20 mulai mengidentifikasi bahwa nukleotida yaitu unit dasar dari asam nukleat yang terdiri atas gula, fosfat dan basa nitrogen. Levene menyimpulkan bahwa DNA tersusun dari empat jenis basa yaitu adenina (A), guanina (G), sitosina (C), dan timina (T). 

Namun, ia juga berpikir bahwa DNA terlalu sederhana untuk menyimpan informasi genetis, sehingga banyak ilmuwan masih percaya bahwa protein lah yang menjadi pembawa informasi keturunan, Dan Pandangan ini bertahan cukup lama.

Hingga semua mulai berubah pada tahun 1944, ketika Oswald Avery bersama rekan-rekannya, Colin MacLeod dan Maclyn McCarty, melakukan eksperimen terkenal yang menunjukkan bahwa DNA adalah molekul yang membawa informasi genetika, bukan protein. Eksperimen mereka menunjukkan bahwa transformasi bakteri hanya terjadi ketika DNA bakteri ditambahkan, sedangkan protein tidak memberi efek. Namun, meski eksperimen ini penting, banyak ilmuwan pada masa itu masih skeptis.

Perubahan besar mulai terjadi ketika Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins di King's College London menggunakan teknik sinar-X kristalografi untuk memotret struktur DNA. Salah satu foto hasil eksperimen Franklin, yang sangat tajam dan disebut “Foto 51”, mengindikasikan DNA mungkin memiliki bentuk heliks. 

Sementara itu, dua peneliti muda di Universitas Cambridge, James Watson dan Francis Crick, sangat tertarik untuk memecahkan teka-teki struktur DNA. Mereka tidak melakukan eksperimen langsung, tetapi menggunakan pendekatan model tiga dimensi berdasarkan data ilmiah yang sudah diterbitkan. Watson dan Crick mencoba menyusun model fisik dari batang kayu dan pelat logam untuk menyesuaikan kemungkinan ikatan kimia antara basa-basa tersebut.

Pada tahun 1952, ilmuwan lain seperti Erwin Chargaff menemukan bahwa dalam DNA, jumlah adenina selalu sama dengan jumlah timina, dan jumlah guanina selalu sama dengan jumlah sitosina. Temuan ini yang kemudian dikenal sebagai aturan Chargaff, menjadi bagian penting dalam penyusunan model heliks ganda. 

Terinspirasi dari data sinar-X Franklin dan aturan Chargaff, Watson dan Crick menyadari bahwa DNA berbentuk dua untai yang melingkar membentuk heliks ganda, dengan pasangan basa A berpasangan dengan T, dan C dengan G, saling terikat oleh ikatan hidrogen. Dua untai tersebut bergerak antiparalel, artinya satu untai bergerak dari 5′ ke 3′, sementara untai lain bergerak dari 3′ ke 5′.

Watson dan Crick akhirnya menyusun model final dari struktur DNA pada 28 Februari 1953. Mereka langsung menyadari bahwa bentuk spiral ganda ini memberi penjelasan elegan tentang bagaimana DNA dapat menggandakan diri dan mewariskan informasi. Model tersebut kemudian dipublikasikan dalam jurnal Nature pada tanggal 25 April 1953 dalam sebuah artikel pendek yang sangat sederhana tapi revolusioner. 

Dalam publikasi itu, mereka menulis kalimat terkenal, “It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.” Artinya mereka mengetahui bahwa struktur tersebut menjelaskan mekanisme replikasi, inti dari pewarisan sifat.

Namun, perjalanan ilmiah ini tidak lepas dari kontroversi. Foto 51 milik Rosalind Franklin diketahui digunakan oleh Watson dan Crick tanpa seizin langsung Franklin. Franklin sendiri meninggal pada tahun 1958 karena kanker ovarium, sebelum penghargaan Nobel diberikan. 

Pada tahun 1962, Watson, Crick, dan Maurice Wilkins dianugerahi Hadiah Nobel Kedokteran untuk penemuan struktur DNA. Franklin tidak menerima penghargaan ini karena Nobel tidak diberikan secara anumerta, tetapi kini dunia ilmiah mengakui kontribusinya secara signifikan.

Sejak penemuan struktur heliks ganda DNA, seluruh dunia sains memasuki era biologi molekuler modern. Pemahaman ini membuka pintu bagi penemuan kode genetik, cara protein dibuat oleh sel, serta bagaimana mutasi terjadi. Teknologi seperti rekayasa genetika, kloning, PCR (polymerase chain reaction), hingga pengurutan genom manusia tak akan mungkin terjadi tanpa fondasi bahwa DNA adalah heliks ganda yang dapat dikopi dengan presisi. Penemuan ini juga memicu lahirnya bioteknologi modern, farmasi, teknik forensik DNA, penelitian evolusi, hingga uji identitas biologis.

Dengan kata lain, penemuan struktur DNA bukan hanya sebuah pencapaian ilmiah, tetapi sebuah revolusi pemahaman tentang kehidupan itu sendiri. Struktur heliks ganda menjadi simbol ilmu pengetahuan, tertanam dalam logo laboratorium, buku pelajaran, hingga ikon budaya populer. Dari eksperimen sederhana Miescher abad ke-19 sampai model heliks ganda Watson dan Crick, sains telah membuktikan bahwa pengetahuan berkembang secara bertahap, melalui data, pembuktian, dan juga kolaborasi.

Seiring berkembangnya ilmu pengetahuan, pemahaman tentang DNA kini tidak hanya berhenti di ranah laboratorium, tetapi juga hadir dalam bentuk produk nyata yang bisa dimanfaatkan langsung oleh masyarakat. Salah satu contohnya adalah layanan tes DNA modern yang menggunakan teknologi Next-Generation Sequencing (NGS) dengan tingkat akurasi hingga 99,9%.

Produk seperti Circle Premium DNA Test dari Apotek Farmcore Pharma ini memungkinkan seseorang untuk mengetahui risiko kesehatan, karakteristik kulit, kecenderungan genetik, hingga rekomendasi diet dan gaya hidup yang sesuai dengan profil DNA masing-masing. Dari sisi pengguna, produk ini sangat membantu karena hasil tes tidak hanya berupa data kering, tetapi disajikan dalam bentuk laporan yang mudah dipahami dan aplikatif untuk kehidupan sehari-hari.

Jika sebelumnya penemuan struktur DNA hanya berdampak besar di dunia sains, kini manfaatnya bisa dirasakan langsung oleh setiap orang. Dengan tes DNA seperti ini, kita bisa lebih memahami tubuh kita, mencegah penyakit sejak dini, sekaligus menjalani pola hidup yang lebih personal dan efektif.

Bagikan Artikel ini