Oleh:

1) Lely Mardiyanti (120341421998)

2) Yeni Puspita Sari ()

PERCOBAAN GRIFFITH

ADN Adalah Materi Genetik

Pada tahun 1982, Federick Griffith mengubah anggapan akan sifat bakteri yang

cenderung patogen dengan mengekstrak ADNnya di tahun 1944. Pada tahun 1952, Martha

Chase dan Alfred Harshey menggunakan ADN virus yang telah diberi radioaktif untuk

menginfeksi bakteri.

Identifikasi ADN

Asam Deoksiribonukleotida (ADN) pertama kali kemukakan oleh Fedrich Miescher

di tahun 1869, hanya berselang 4 tahun setelah penemuan Mendel dipublikasikan. Tapi belum

sampai 80 tahun lamanya kenyataan bahwa ADN sebagai materi genetik dari sebagian besar

organisme nampaknya telah menjadi acuan. ADN digambarkan pertama kali sebagai material

asam yang dapat mengendap dari inti sel yang ada pada nanah dan sperma ikan.

Perbandingan nitrogen dan fosfatnya sangat tidak biasa dibandingkan dengan substansi

organik yang telah dikenal kala itu. Miescher yakin bahwa dia telah menemukan sebuah

substansi biologi baru. Dia menamainya nuklein karena berkaitan erat dengan inti sel.

Kemudian diibaratkan nuklein adalah sebuah kompleks protein dan ADN.

ADN dan Hereditas

Meskipun kejelasan eksperiment akan penempatan ADN pada hereditas yang belum

diketahui fungsinya hingga pertengahan tahun 1940an, ada sebuah hubungan yang

membenarkan hal tersebut. Pada organisme yang lebih tinggi, ADN ditemukan hanya pada

kromosom. Protein histon dan ARN yang juga terdapat di kromosom, tidak nampak seperti

materi genetik. Sperma tidak memiliki RNA dan histon digantikan oleh protein lain yang

disebut protamin. Tidak seperti ARN dan protein, setiap sel diploid dari suatu organisme

kurang lebih memiliki jumlah ADN yang sama. Pada ayam contohnya, darah merahnya

mengandung 2,6x10-12g/sel. Lalu, jumlah ADN nampak sepadan dengan bagian kromosomal.

Memasuki mitosis, jumlah ADN sel mengganda, saat hasil haploid dari meiosis henya

memiliki setengah dari jumlah normalnya (jadi, sperma ayam mengandung 1,3x10-12g/sel).

Pada tumbuhan poliploid yang mengandung banyak kromosom diploid, jumlah ADNnya juga

banyak. Jadi, hubungan ADN dengan kromosom menjadikan ADN sebagai materi genetik.

ADN Dapat Mengubah Bentuk Sel Secara Genetik

Kejelasan yang pertama kalinya akan ADN adalah materi hereditas datang dari

penelitian Frederick Griffith di tahun 1928. Griffith menggunakan mutagen kimia untuk

mengisolasi sifat bakteri virulen yang dapat menyebabkan pneumonia (Diplococcus

pneumoniae). Sifat virulen memerlukan adanya kapsul polisakarida disekitar bakteri. Mutan

yang jinak mengurangi kapsul tersebut. Koloni dari kapsul bakteri invirulen yang mengendap

kasar dikatakan sebagai R. Sebaliknya bentuk virulen mengakibatkan koloni nampak halus,

maka dikatakan sebagai S. Beberapa penyebab sifat virulen diketahui, sebagian dengan

sebuah karakteristik kapsul polisakarida (dinamakan IS, IIS, IIIS, dan lain-lain) yang secara

genetik tidak diwariskan dan secara imunitas berbeda dari bentuk lainnya. Sebuah bakteri

invirulen dilihat dari tipe kapsulnya (katakan saja IIS) dapat bermutasi menjadi tidak

berkapsul, bentuk invirulen (IIR, karena diturunkan dari sell tipe II). Hal ini sangat jarang

terjadi (satu diantara sejuta sel), tapi itu tidak diturunkan ketika terjadi. Hampir sama, IIR sel

dapat bermutasi kembali menjadi bentuk IIS yang virulen namun jarang terjadi.

Bagaimanapun juga, jenis sel IIR tidak bisa bermutasi ke bentuk IIIS yang virulen. Konsep

inilah yang menjadi kunci untuk eksperimen.

Gambar 1. Penemuan Griffith Tentang Prinsip Perubhan Bentuk

Percobaan Griffith

Griffith menggabungkan Pneumococcus tipe IIR dengan sel IIS yang telah dibunuh

dan dimasukkan dengan memanaskan mereka sampai 650C, dan dia menginjeksi mereka ke

dalam seekor kelinci atau pada percobaan lain ke dalam seekor tikus. Ketika keduanya

diinjeksikan secara terpisah menghasilkan penyakit namun tidak pada injeksi penggabungan

keduanya yang sama-sama virulen. Meski begitu, banyak kelinci yang diberi injeksi

campuran perlahan mengalami pneumonia dan mati. Ketika dianalisa, semua kelinci itu

ternyata mengandung sel virulen tipe IIIS. Sel-sel ini tidak dapat terbentuk dari sel tipe IIR

oleh mutasi (akan dihasilkan sel tipe IIS) dan sel tipe IIIS terbukti mati (injeksi terpisah tidak

akan menyebabkan penyakit). Beberapa faktor harus dihilangkan dari kematian sel IIIS untuk

suatu kehidupan IIR, membantu dengan memberi mereka kemampuan untuk membuat

sebuah kapsul dari tipe III. Griffith menyebutnya faktor “prinsip transformasi” dan proses

transformasi genetik. Prinsip transformasi dapat diisolasi sebagai sebuah sel ekstrak yang

bebas dan sangat aktif. Kestabilan dari aktivitas prinsip transformasi untuk panas disarankan

pada 650C jika bukan merupakan protein (seperti temperatur tinggi mengubah sifat

kebanyakan protein). Pada tahun 19944, Oswald Avery, C. M. MacLeod, dan M. J. McCarty

berhasil pada pengisolasian sebuah preparat pemurnian tinggi ADN dari bakteri tipe IIIS.

Preparat ADN tipe IIIS ini sangat aktif sebagai sebuah agen transformasi dan dapat

mentransformasi sel tipe IIR ke dalam sel tipe IIIS pada sebuah tabung reaksi. Jika ADN

dihancurkan oleh deoksiribonuklease (sebuah enzim yang khusus menyerang ADN), maka

semua aktivitas transformasi akan hilang. Oleh karena itu, terlihat jelas bahwa ADN “secara

fungsional aktif dalam penentuan aktivitas biokimia dan karakter khusus dari sel

pneumococcal. Percobaanyang dilakukan oleh mereka sendiri ini bagaimanapun juga ini

tidak dapat memastikan bahwa ADN adalah materi genetik itu sendiri. Mungkinkah setiap

reaksi ADN (materi genetik) sel penerima mengubah gennya untuk menyerupai gen ADN

pendonor? Sebuah gambaran lengkapnya diberikan oleh percobaan pada virus dari bakteri.

Percobaan Harshey dan Chase

Percobaan ini dengan jelas menghubungkan ADN dan hereditas yang dilakukan

Alfred Hershey and Martha Chase pada tahun 1952. Mereka memilih untuk megeksplor They

chose to explore kekayaan genetik ADN menggunakan virus dari bakteri. Virusnya kecil,

sangat sederhana terdiri atas kumpulan asam nukleat dan protein. Beberapa tipe virus

menyerang bakteri dan diketahui sebagai bakteriofag (jelasnya berupa “pemakan bakteri”).

Salah satu virus yang menyerang Escherichia coli adalah bakteriofag T2. Itu hanya terdiri

atas protein dan ADN. ADN membentuk inti tengah virus. Ketika protein mengelilingi inti

seperti sebuah lapisan. Fag menginfeksi bakteri dengan mengabsorbsi dinding sel dan

memasukkan materi genetik ke dalam bakteri. Materi itu menyebabkan banyak produksi virus

baru tanpa sel. Akhirnya sel dirusak / lisis dan virus baru pun lepas. Bahan kimia yang

berasal dari protein dan dari ADN sungguh berbeda. Hershey dan Chase menggunakan

perbedaan ini untuk membedakan keduanya. ADN tidak mengandung fosfor dan protein.

Protein biasanya mengandung sulfur, sedangkan ADN tidak. Menggunakan penamaan fosfor

secara khusus dan atom sulfur dengan radioisotop, Hershey dan Chase dapat membedakan

secara jelas antara protein dan ADN dari fag dan mengelompokkannya tanpa menginjeksi

salah satu ataupun bersamaan keduanya ke dalam sel bakteri selama infeksi berlangsung.

Ketika penamaan bakteriofag dengan 32P ADN diperbolehkan untuk menginfeksi sebuah sel,

hampir semua nama masuk ke dalam sel. Jika sel yang terinfeksi berakhir lisis maka 32P

ADN ditemukan diantara keturunan virus. Terulang ketika fag dengan nama 35S menginfeksi

sebuah biakan bakteri. Hampir semua 35S tinggal di luar bakteri, menuju pada bagian dari

dinding sel. Sebagian kecil protein memasuki sel bakteri selama infeksi berlangsung. Ini tidak

masuk dalam produksi bakteriofag baru dapat terlihat dari ulangan percobaan dengan

melepaskan bakteri dari dinding selnya (protoplas). Jika protoplasma protoplas diinfeksi

dengan protein bebas ADN fag 32P maka fag virulen akan terbentuk. Jika pemurnian 32P

pertama kali dilakukan dengan ADNase, maka tidak akan ada keturunan fag yang terbentuk.

Secara jelas ADN yang diberi nama itu mengandung semua informasi yang dibutuhkan untuk

memproduksi bahan dasar virus baru.

Gambar 2. Percobaan Hershey-Chase dengan virus dari bakteri