PROBACA.COM – Bagaimana kalau tanda titik di akhir kalimat tiba-tiba berubah fungsi menjadi sebuah kata? Kira-kira itulah kejutan yang ditemukan ilmuwan saat membaca “bahasa” genetik seekor makhluk mikroskopis dari sebuah kolam di Oxford, Inggris.
Organisme itu bernama Oligohymenophorea sp. PL0344. Ia termasuk protista, kelompok makhluk hidup yang anggotanya sangat beragam dan sering kali hanya terdiri dari satu sel. Ketika para peneliti menyusun dan memeriksa genomnya, mereka menemukan sesuatu yang tidak biasa: dua sinyal genetik yang biasanya memerintahkan sel untuk berhenti membuat protein ternyata telah mengambil fungsi yang sama sekali berbeda.
Lebih mengejutkan lagi, kedua sinyal itu tidak berubah menjadi satu fungsi yang sama. Masing-masing justru ditetapkan sebagai “kode” untuk dua asam amino yang berbeda. Asam amino adalah bahan baku yang dirangkai sel untuk membuat protein.
Temuan ini, yang dipublikasikan di jurnal PLOS Genetics pada Oktober 2023, menunjukkan bahwa salah satu sistem paling mendasar dalam kehidupan ternyata bisa lebih lentur daripada yang selama ini dibayangkan.
Penemuan tersebut sebenarnya terjadi secara tidak sengaja. Dr. Jamie McGowan, yang saat itu merupakan ilmuwan pascadoktoral di Earlham Institute, sedang menguji metode pengurutan DNA baru. Metode itu dirancang untuk membaca materi genetik dalam jumlah yang sangat sedikit—bahkan mungkin hanya berasal dari satu sel.
McGowan bekerja bersama para ilmuwan di Earlham Institute dan kelompok riset yang dipimpin Profesor Thomas Richards dari University of Oxford. Tujuan awal mereka bukan mencari variasi kode genetik, melainkan memperbaiki alat untuk mempelajari organisme yang sulit ditumbuhkan dan dianalisis di laboratorium.
Sampelnya berasal dari protista yang dikumpulkan dari sebuah kolam di Oxford University Parks. Saat genom organisme itu berhasil dirakit dan diperiksa, para peneliti sadar bahwa mereka bukan sedang melihat spesies yang sudah dikenal. Makhluk tersebut ternyata termasuk spesies yang sebelumnya belum teridentifikasi, dengan aturan genetik yang tidak biasa.
“Benar-benar keberuntungan kami memilih protista ini untuk menguji alur kerja pengurutan DNA,” kata McGowan. Menurutnya, temuan itu memperlihatkan betapa banyak hal yang masih belum kita ketahui tentang genetika protista.
Protista memang seperti “laci serba ada” dalam dunia kehidupan. Amoeba, berbagai jenis alga, dan diatom termasuk di dalamnya. Tetapi kelompok ini juga mencakup kelp, jamur lendir, serta alga merah—beberapa di antaranya dapat tumbuh menjadi struktur besar dan kompleks.
Secara umum, protista adalah organisme eukariotik yang bukan hewan, tumbuhan, atau jamur. Disebut eukariotik karena selnya memiliki inti, semacam ruangan khusus yang menyimpan sebagian besar materi genetik. Manusia, hewan, tumbuhan, jamur, dan protista sama-sama termasuk kelompok besar ini.
Masalahnya, protista begitu beragam sehingga hampir tidak ada satu gambaran sederhana yang bisa mewakili semuanya. Ada yang berburu, ada yang menjadi mangsa; ada parasit, ada inang; ada yang berenang, ada yang menetap. Sebagian memperoleh makanan dengan cara beragam, sementara yang lain melakukan fotosintesis.
Oligohymenophorea sp. PL0344 termasuk kelompok protista bernama ciliata. Ciliata biasanya bergerak menggunakan struktur kecil mirip rambut yang disebut silia. Silia ini bergerak terkoordinasi, seperti dayung-dayung mungil, untuk mendorong sel melewati air. Ciliata tersebar di lingkungan air tawar maupun laut, dan menarik perhatian para ahli genetika karena beberapa di antaranya diketahui memiliki cara unik dalam membaca instruksi DNA.
Untuk melihat mengapa temuan ini penting, kita perlu membayangkan DNA sebagai buku petunjuk. Buku itu menyimpan instruksi untuk membangun dan merawat sel. Namun instruksi tersebut belum bisa bekerja begitu saja. Informasinya perlu disalin menjadi molekul RNA pembawa pesan, lalu dibaca oleh mesin pembuat protein di dalam sel yang disebut ribosom.
Ribosom membaca RNA tiga huruf demi tiga huruf. Setiap kelompok tiga huruf disebut kodon. Sebagian besar kodon memberi tahu sel asam amino mana yang harus ditambahkan ke rantai protein. Setelah dirangkai, rantai itu melipat menjadi bentuk tiga dimensi dan bisa menjalankan beragam tugas—misalnya bekerja sebagai enzim, membentuk struktur sel, atau mengangkut molekul.
Dalam urutan DNA, instruksi pembuatan protein biasanya dimulai dengan kodon awal ATG dan diakhiri salah satu dari tiga kodon berhenti: TAA, TAG, atau TGA. Kodon berhenti ini ibarat tanda titik. Ia memberi tahu ribosom bahwa instruksi sudah selesai dan rantai protein yang terbentuk harus dilepaskan.
Ketika DNA disalin menjadi RNA, huruf T digantikan oleh U. Karena itu, kodon berhentinya dalam RNA menjadi UAA, UAG, dan UGA. Pada sebagian besar bentuk kehidupan, ketiga sinyal ini mempertahankan fungsi dasarnya selama sejarah evolusi yang sangat panjang.
Namun, alam ternyata sesekali menemukan jalan memutar. Para ilmuwan sudah mengetahui selama puluhan tahun bahwa beberapa organisme menggunakan versi kode genetik yang dimodifikasi. Variasi seperti ini memang jarang ditemukan secara keseluruhan, tetapi ciliata cukup kaya akan contoh.
Pada beberapa ciliata, kodon berhenti tidak lagi berfungsi untuk mengakhiri produksi protein. Sinyal tersebut justru dapat digunakan untuk menentukan asam amino tertentu—seolah-olah tanda titik dalam sebuah kalimat tiba-tiba berubah menjadi kata yang harus dibaca.
Sebelum penemuan ini, ada satu pola yang tampak sangat konsisten. Dua kodon berhenti konvensional, TAA dan TAG, hampir selalu mempertahankan makna yang sama. Jika fungsinya berubah, keduanya biasanya akan menentukan asam amino yang sama.
Protista dari kolam Oxford itu mematahkan pola tersebut. TAA dan TAG mengambil fungsi baru, tetapi masing-masing dikaitkan dengan dua asam amino yang berbeda. Dengan kata lain, bukan hanya tanda berhentinya yang “berhenti menjadi tanda berhenti”; hubungan evolusioner yang sebelumnya dianggap sangat erat di antara keduanya juga ternyata tidak selalu berlaku.
Riset lanjutan kemudian menemukan variasi kode genetik lain pada mikroorganisme yang masih berkerabat. Artinya, dunia mikroskopis mungkin menyimpan lebih banyak kejutan daripada yang terlihat dari permukaannya—atau, lebih tepatnya, daripada yang selama ini berhasil kita baca.
Nah, pelajarannya cukup menggelitik: aturan genetik memang sangat tua dan umumnya stabil, tetapi kehidupan tidak selalu membaca “buku petunjuk”-nya dengan cara yang sama. Kadang, jawaban paling aneh justru muncul dari sampel kecil yang diambil dari kolam biasa.
***
DISCLAIMER: Sebagian proses pengolahan artikel ini dibantu oleh teknologi AI. Pembaca disarankan memverifikasi kembali data dan informasi melalui sumber resmi atau sumber primer
Disadur dari ScienceDaily
