Sejarah DNA Penelitian
DNA pertama kali diisolasi oleh dokter Swiss Friedrich Miescher yang, pada 1869, menemukan substansi mikroskopis dalam nanah perban bedah dibuang. Seperti tinggal di dalam inti sel, ia menyebutnya "nuklein". Pada tahun 1919, Phoebus Levene mengidentifikasi unit dasar, gula dan fosfat nukleotida. Levene menyarankan bahwa DNA terdiri dari serangkaian unit nukleotida dihubungkan bersama melalui gugus fosfat. Namun, berpikir Levene rantai pendek dan basis diulang dalam urutan yang tetap. Pada tahun 1937 William Astbury menghasilkan pola difraksi sinar-X pertama yang menunjukkan bahwa DNA memiliki struktur yang teratur.Pada tahun 1928, Frederick Griffith menemukan bahwa ciri-ciri bentuk "halus" dari''''Pneumococcus dapat ditransfer ke bentuk "kasar" dari bakteri yang sama dengan mencampur membunuh "halus" bakteri dengan bentuk hidup "kasar". Sistem ini memberikan saran yang jelas pertama bahwa DNA membawa informasi genetik yang Avery--MacLeod-McCarty percobaan-ketika Oswald Avery, Colin bersama dengan rekan kerja MacLeod dan Maclyn McCarty, mengidentifikasi DNA sebagai prinsip transformasi pada tahun 1943. Peran DNA di keturunan telah dikonfirmasi pada tahun 1952, ketika Alfred Hershey dan Martha Chase dalam eksperimen Hershey-Chase menunjukkan bahwa DNA adalah materi genetik dari fag T2.
Pada tahun 1953 James D. Watson dan Francis Crick mengusulkan apa yang sekarang diterima sebagai model yang benar pertama double-helix DNA dalam struktur Nature''''jurnal. diambil oleh Rosalind Franklin dan Raymond Gosling Mei 1952, serta informasi bahwa basa DNA dipasangkan-juga diperoleh melalui komunikasi pribadi dari Erwin Chargaff tahun-tahun sebelumnya. Aturan Chargaff memainkan peran yang sangat penting dalam membangun konfigurasi double-helix untuk B-DNA serta A DNA.
Bukti eksperimental yang mendukung Watson dan Crick model yang diterbitkan dalam serangkaian lima artikel dalam edisi yang sama Alam''''. Dari jumlah tersebut, kertas Franklin dan Gosling adalah publikasi pertama mereka sendiri data X-ray difraksi dan metode analisis asli yang sebagian didukung model Watson dan Crick, masalah ini juga berisi artikel tentang struktur DNA oleh Maurice Wilkins dan dua rekannya, yang analisis dan in vivo''''B-DNA X-ray pola juga mendukung''kehadiran di''in vivo dari heliks ganda DNA konfigurasi seperti yang diusulkan oleh Crick dan Watson double-helix model molekul DNA mereka di sebelumnya dua halaman''Alam''. Pada tahun 1962, setelah kematian Franklin, Watson, Crick, dan Wilkins bersama-sama menerima Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran. Sayangnya, aturan Nobel waktu hanya diperbolehkan penerima hidup, tetapi perdebatan sengit terus tentang siapa yang harus menerima kredit untuk penemuan itu.
Dalam presentasi yang berpengaruh pada tahun 1957, Crick ditata "Dogma Pusat" biologi molekuler, yang meramalkan hubungan antara DNA, RNA, dan protein, dan diartikulasikan "hipotesis adaptor". Konfirmasi akhir dari mekanisme replikasi yang tersirat oleh struktur heliks ganda diikuti pada tahun 1958 melalui percobaan Meselson-Stahl. Pekerjaan lebih lanjut oleh Crick dan rekan kerja menunjukkan bahwa kode genetik didasarkan pada non-overlapping kembar tiga pangkalan, yang disebut kodon, yang memungkinkan Har Gobind Khorana, Robert Holley dan Marshall W. Nirenberg Warren untuk menguraikan kode genetik. Temuan ini mewakili kelahiran biologi molekuler.
PERCOBAAN AVERY–MACLEOD–MCCARTY
Percobaan Avery–MacLeod–McCarty menunjukkan adanya bukti bahwa DNA dapat mentrasformasi bakteri. Avery–MacLeod–McCarty melanjutkan penelitian yang dilakukan oleh Frederick Griffith sebelumnya.
Pada tahun 1928, Frederick Griffith, seorang petugas kesehatan berasal dari Inggris yang mempelajari Streptococcus pneumoniae, suatu bakteri ysng menyebabkan penyakit pneumonia pada mamalia. Percobaan Frederick Griffith adalah salah satu percobaan pertama yang menunjukkan bahwa bakteri dapat memindahkan informasi genetik melalui proses yang disebut transformasi.
Griffith menggunakan dua galur Pneumococcus (yang menginfeksi tikus), galur tipe III-S dan tipe II-R. Galur III-S memiliki kapsul polisakarida yang membuatnya tahan terhadap sistem kekebalan inangnya sehingga mengakibatkan kematian inang, sementara galur II-R tidak memiliki kapsul pelindung tersebut dan dapat dikalahkan oleh sistem kekebalan tubuh inang. Dalam eksperimen ini bakteri galur III-S dipanaskan hingga mati, dan sisa-sisanya ditambahkan ke bakteri galur II-R. Meskipun tikus tidak akan mati bila terkena baik sisa-sisa bakteri galur III-S (yang sudah mati) ataupun galur II-R secara terpisah, gabungan keduanya mengakibat kematian tikus inang. Griffith berhasil mengisolasi baik galur pneumococcus II-R hidup maupun III-S hidup dari darah tikus mati ini. Griffith menyimpulkan bahwa bakteri tipe II-R telah tertransformasikan
Prinsip pentransformasi yang diamati oleh Griffith adalah DNA bakteri galur III-S. Meskipun bakteri itu telah mati, DNA-nya bertahan dari proses pemanasan dan diambil oleh bakteri galur II-R. DNA galur III-S mengandung gen yang membentuk kapsul perlindungan. Dilengkapi dengan gen ini, bakteri galur II-R menjadi terlindung dari sistem kekebalan inang dan dapat membunuhnya.
Penelitian Griffith tersebut menjadi titik awal bagi sebuah penelitian untuk mencari identitas substansi pentransformasi yang dilakukan oleh ahli bakteriologi Amerika Oswald Avery. Ia memurnikan berbagai macam zat kimia dari bakteri-bakteri patogenik yang telah dimatikan dengan panas, kemidian mencoba mentransformasikan bakteri nonpatogenik hidup dengan setiap zat kimia. Hanya DNA yang mampu melakukannya.
Pada percobaan Avery, MacLeod, dan McCarty mengkulturkan galur IIIS dalam jumlah volume yang besar, kemudian mengendapkannya dengan sentrifugasi dan mensuspensikannya kembali menjadi volume yang lebih kecil untuk memudahkan penanganan berikutnya. Sel-sel ini kemudian dimatikan dengan pemanasan. Setelah dilakukan pencucian dan ekstraksi dengan detergen, sebagian filtrat yang dihasilkan digunakan untuk transformasi dengan mencampurnya dengan sel hidup galur IIR. Ternyata filtrat ini masih mampu menginduksi transformasi. Sebagian filtrat lagi dibuang proteinnya, dan sebagian lagi dibuang polisakaridanya, dan sebagian lagi dibuang protein dan polisakaridanya. Filtrat-filtrat ini masih aktif menginduksi proses transformasi. Setelah pembuangan protein dan polisakarida, filtrat ini dipresipitasikan dengan etanol dan didapatkan benang-benang asam nukleat yang masih mempunyai kemampuan untuk menginduksi transformasi.
Untuk mengkonfirmasi hasil tersebut, filtrat dari sel IIIS yang telah dimatikan diperlakukan dengan protease (suatu enzim yang dapat menghancurkan protein), dan RNase (suatu enzim yang dapat menghancurkan molekul RNA) secara terpisah, kemudian dicampur dengan sel galur IIR. Pencampuran ini masih menghasilkan bakteri galur IIIS, yang berarti bahwa protein dan RNA bukan merupakan bahan untuk transformasi (transforming principle). Percobaan lainnya adalah dengan menambahkan DNase (suatu enzim yang dapat menghancurkan enzim) pada filtrat dari sel IIIS. Filtrat yang telah dicampur dengan DNase ini ternyata tidak mampu menghasilkan sel IIIS bila dicampur dengan sel IIR, yang berarti tidak mampu menginduksi transformasi. Dari hasil percobaan ini, Avery, MacLeod, dan McCarty tidak ragu lagi untuk menyatakan bahwa DNA adalah bahan utama untuk transformasi.
Bahan utama untuk transformasi berinteraksi dengan sel IIR yang menimbulkan berbagai reaksi enzimatik yang berakhir dengan sintesis kapsul polisakarida tipe IIIS. Bila transformasi telah berlangsung, kapsul polisakarida akan disintesis terus pada generasi berikutnya, dan bahan utama untuk transformasi digandakan pada sel-sel anaknya. Oleh sebab itu transformasi merupakan proses yang mempengaruhi bahan genetik dan dapat diwariskan ke generasi berikutnya.
Akhirnya pada tahun 1944, Avery dan koleganya Colin MacLeod dan Maclyn McCarty mengumumkan bahwa agen pentransformasi tersebut adalah DNA. Oswald Avery, Colin MacLeod, dan Maclyn McCarty membuktikan bahwa DNA adalah material yang diturunkan yang dipunyai hampir semua organisme.
0 komentar: