Model Molekuler DNA Watson dan Crick

Molecular Structure of Nucleic Acid

Penemuan struktur Deoxyribonucleic Acid atau DNA pertama kali oleh dua ilmuwan muda asal Amerika dan Inggris, James Dewey Watson dan Francis Harry Compton Crick pada tanggal 25 April 1953. Watson yang seorang ahli biologi dan Crick adalah fisikawan mengejutkan dunia sains dengan karya ilmiah ringkas sepanjang satu halaman di jurnal ilmiah Inggris, Nature. Karya ilmiah mereka berjudul “Molecular Strucure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid” dan manuskripnya diketik adik Watson, Betty. Karya ilmiah itu memakai hanya satu ilustrasi yang digambar oleh istri Crick, Odile, serta enam daftar pustaka.

Ilustrasi Model DNA Watson dan CrickKetika karya ilmiah ini terbit, surat kabar di Inggris tidak memberitakannya sampai tanggal 15 Mei, ketika Sir Lawrence Bragg (direktur Laboratorium Cavendish dimana Watson dan Crick mengerjakan riset mereka) memberikan kuliah di London yang langsung diliput oleh The News Chronicle of London. Bukan itu saja,  walaupun Crick kemudian diwawancarai oleh BBC di musim gugur tahun itu, penemuan struktur double helix DNA itu hanya diberitakan biasa saja setelah itu. Bahkan Robert C. Olby (sejarawan di University of Pittsburgh) mengatakan bahwa di majalah Nature pada tahun yang sama, dari 20 artikel tentang DNA, hanya 7 yang menyebut double helix.

Kenapa berita tentang penemuan struktur DNA ini tidak begitu menggemparkan saat itu? Menurut para sejarawan dan ahli Biologi, masih banyak pertanyaan yang belum dapat dijawab oleh teori Watson-Crick saat mereka mengumumkan temuannya. Bagaimana struktur spiral ganda itu membuka gulungannya? Bagaimana ia dapat memerintahkan sel untuk mereproduksi protein-protein? Apa kode yang tersimpan didalamnya? Pertanyaan-pertanyaan ini baru terjawab dalam kurun waktu sepuluh tahun kemudian, yang mencapai puncaknya dengan pemberian hadiah Nobel Kedokteran pada tahun 1962 kepada Francis Harry Compton Crick, James Dewey Watson, dan Maurice Hugh Frederick Wilkins.

Wilkins

Maurice Hugh Frederick Wilkins

Crick yang punya latar belakang pendidikan fisika dan berpengalaman kerja di British Admiralty semasa perang akhirnya memilih karir sebagai periset ketimbang menggantikan posisi R. V. Jones, kepala Intelijen Sains Inggris saat itu. Pada umur 35 tahun, dia kembali ke bangku kuliah untuk meraih S3 di Universitas Cambridge dengan mempelajari struktur sinar-X protein-protein. Watson, yang punya ilmu tentang genetik bakteri dari AS, datang ke Cambridge juga untuk mengambil Ph. D. Keduanya bertemu dan mulai berbincang-bincang mengenai struktur DNA, walaupun pada saat itu, King’s College di London yang lebih dikenal sebagai institusi yang mendalami masalah-masalah DNA. Ada dua orang X-ray crystallographers yang bekerja pada riset DNA di King’s College – Maurice Walkins dan Rosalind Franklin. Untuk menghilangkan keraguan atas data-data sinar-X yang diperoleh oleh X-ray crystallographers, Crick dan Watson merasakan pentingya membuat model atas molekul yang sedang mereka pelajari. Ketika Watson mendengar perincian dari hasil riset Franklin di sebuah seminar yang di bulan November 1951, dia dan Crick percaya kalau mereka sudah punya data yang cukup untuk memulai membuat model.

Watson

Watson

Crick

Crick

Model pertama mereka memiliki tiga rantai spiral, dengan grup-grup fosfat berada di dalam spiral dan basa-basa menjulur keluar. Mereka lantas mengundang Walkins dan Franklin ke Cambridge untuk melihat model tersebut. Tapi kedua periset tersebut malah mencemoohkan model yang mereka buat. Rupanya Watson salah paham mengenai salah satu hasil ukuran Franklin. Setelah kejadian ini, terjadi percakapan antara kedua direktur laboratorium di King’s College, John Randall, dan di Cambridge, Lawrence Bragg. Mereka memutuskan supaya kedua ilmuwan muda itu menghentikan kegiatan mereka membuat model-model DNA dan kembali ke riset resmi mereka yang tidak berkenaan dengan DNA. Peralatan yang telah mereka pakai diberikan kembali ke King’s College dengan desakan supaya digunakan secepatnya sebelum Pauling memecahkan masalah struktur DNA ini.

Sayangnya, Wilkins dan Franklin mengabaikan nasihat ini. Pada bulan Januari 1952, Pauling mengumumkan bahwa dia telah menemukan struktur DNA. Tetapi struktur yang dia ajukan memiliki tiga rantai dan Crick dan Watson tahu ini bukan struktur yang benar. Akhirnya Watson berhasil membujuk Bragg untuk mengizinkan mereka kembali membuat model sebelum Pauling sadar dan membetulkan kesalahannya. Crick telah mendeduksi dari data sinar-X Franklin bahwa DNA pasti hanya memiliki dua rantai spiral, paralel satu sama yang lainnya tetapi mempunyai arah yang berlawanan. Dia dan Watson akhirnya sadar bahwa basa-basa DNA mestinya berada di dalam spiral, walaupun masih bingung bagaimana komposisi acak basa-basa itu dapat membuat struktur yang rapi. Mereka pun memesan guntingan-guntingan lempegan logam basa-basa tersebut untuk membuat model baru.

Watson dan Crick

Watson dan Crick

Watson yang tidak sabar menunggu guntingan-guntingan logam itu, akhirnya memutuskan membuat empat basa DNA (adenine, thymine, guanine, dan cytosine) dari karton. Dia mengutak-atik guntingan karton itu di atas meja belajarnya, mencoba memasang basa yang mirip satu sama lainnya. Tapi tidak membuahkan hasil. Akhirnya dia melihat kalau pasangan A-T dan pasangan G-C sama persis. Kedua pasangan ini yang dapat membuat anak tangga bentuk tangga spiral struktur DNA. Masing-masing dari empat huruf itu dalam satu rantai pas berpasangan dengan rantai satunya yang berlawanan arah. Dan jika rantai ini berpisah, masing-masing jadi template untuk rantai urutan baru. Maka terungkaplah struktur lengkap DNA setelah sekian lama terselebung misteri. Untuk pertama kalinya manusia dapat melihat dan mengerti struktur pita molekul yang ditemukan di dalam kromosom di dalam setiap sel di tubuh manusia ini.

Struktur DNA

Struktur DNA

Struktur DNA

Struktur DNA

Penemuan struktur DNA yang hampir 60 tahun lalu ini telah memberikan banyak inspirasi untuk para kimiawan menyumbangkan ilmu mereka untuk membantu kemajuan di bidang Biologi dan Kedokteran. Himpunan Kimiawan Amerika atau American Chemical Society menerbitkan artikel khusus di situs mereka membahas kontribusi dan riset para kimiawan dari berbagai sub-bidang ilmu kimia dalam riset DNA ini. Ahli-ahli kimia di bidang kimia organik, kimia anorganik, dan biokimia molekuler menceritakan riset-riset mereka yang berhubugan dengan DNA. Ada satu ahli yang percaya bahwa riset DNA akan menemukan prinsip-prinsip kimia baru yang dapat digunakan untuk menciptakan bahan-bahan jenis baru. Ada ahli lainnya yang menggunakan DNA sebagai bahan inti untuk membuat struktur-struktur baru berskala nanometer, dan sebagainya.

Download file: 

Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid” – by Watson and Crick.

Genetical Implications of The Structure of Deoxyribonucleic Acid” - by Watson and Crick.

 

http://www.nature.com/nature/dna50/watsoncrick.pdf
http://www.nature.com/nature/dna50/watsoncrick2.pdf

BioJoke

Bio Joke

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>