Bagaimana Watson Dan Crick Menentukan Pasangan Basis?

Pada tahun 1953, dua ilmuwan bernama James Watson dan Francis Crick memecahkan teka-teki monumental. Mereka menemukan struktur molekul yang disebut asam nukleat deoksiribosa -- atau seperti yang diketahui kebanyakan orang -- DNA. Hampir semua organisme hidup, termasuk manusia, mengandalkan DNA untuk mengemas dan menyalin gen. Sementara para ilmuwan menduga hal ini sebelum tahun 1953, mereka belum mengetahui bagaimana DNA menyalin dirinya sendiri atau mengemas informasi hereditas. Kunci kemampuan DNA untuk membelah dan menyalin dirinya sendiri juga merupakan kunci terobosan Watson dan Crick: penemuan pasangan basa.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

James Watson dan Francis Crick mengembangkan model menggunakan guntingan karton yang membantu mereka menemukan pasangan basa secara kebetulan melalui trial and error.

Bayangkan model heliks ganda DNA sebagai tangga bengkok dengan bingkai yang terbuat dari senyawa yang disebut gula-fosfat. Anak tangga terdiri dari senyawa yang disebut nukleotida, atau basa. Ada empat basa dalam molekul DNA: adenin, sitosin, guanin, dan timin. Di setiap anak tangga, dua dari empat nukleotida terikat bersama dengan ikatan hidrogen. Ini adalah pasangan basa. Urutan pasangan basa tertentu dalam molekul DNA adalah apa yang menjelaskan perbedaan sifat genetik.

Sementara Watson dan Crick mempelajari struktur DNA, seorang ilmuwan bernama Rosalind Franklin mengembangkan metode yang berhasil untuk mengambil foto sinar-X DNA. Gambarnya mengungkapkan dua garis tegak lurus yang menciptakan bentuk saling silang di tengah molekul. Ketika Franklin meninggalkan posisinya di King's College, dia meninggalkan foto-fotonya dengan seorang rekan bernama Maurice Wilkins. Tak lama kemudian, Wilkins memberikan barang-barang tersebut kepada Watson dan Crick. Begitu Watson melihat foto-foto Franklin, dia mengerti bahwa bentuk silang berarti molekul DNA harus heliks ganda. Tapi terobosan mereka masih jauh dari sempurna.

Watson dan Crick tahu bahwa DNA mengandung empat basa, dan mereka terikat satu sama lain dalam beberapa cara untuk menciptakan bentuk heliks ganda. Namun, mereka berjuang untuk mengkonseptualisasikan model DNA yang halus dan tanpa strain -- model yang masuk akal secara biokimia. Watson membuat potongan karton dari alasnya, dan menghabiskan waktu menata ulangnya di atas meja untuk membantunya membayangkan struktur yang mungkin. Suatu pagi, sambil memindahkan potongan-potongan itu, dia menemukan susunan pangkalan yang masuk akal. Bertahun-tahun kemudian, Crick menggambarkan momen penting ini terjadi "bukan dengan logika tetapi dengan kebetulan."

Para peneliti menyadari bahwa ketika adenin dan timin terikat satu sama lain, mereka membentuk anak tangga dengan panjang yang sama persis dengan anak tangga yang terbuat dari pasangan sitosin-guanin. Jika semua anak tangga terdiri dari salah satu dari dua pasang itu, mereka semua akan memiliki panjang yang sama, yang akan mencegah ketegangan dan tonjolan di heliks ganda yang Watson dan Crick tahu tidak mungkin ada di dunia nyata molekul.

Watson dan Crick beralasan bahwa jika masing-masing dari empat basa hanya dapat berikatan dengan satu basa lain, maka molekul DNA dapat menyalin dirinya sendiri dengan cepat selama replikasi. Dalam publikasi tahun 1953 tentang temuan mereka di majalah Nature, mereka menulis “…jika urutan basa pada satu rantai diberikan, maka urutan pada rantai lainnya secara otomatis bertekad." Model DNA heliks ganda Watson dan Crick meluncurkan revolusi berkelanjutan dalam ilmu kehidupan, dan bertanggung jawab atas kemajuan yang tak terhitung banyaknya dalam bidang studi seperti sebagai:

• genetika
  
• obat
  
• biologi evolusioner