Rolan Sihombing Dan Beranda Mimpinya

Memimpikan Esok Yang Lebih Baik Daripada Hari Ini…

The Origins of Life

leave a comment »

Pada mulanya adalah kata. Kata tersebut mempengaruhi laut dengan pesan yang dikandungnya. Kata itu pula yang telah menemukan cara menata ulang bahan-bahan kimia sampai mampu menangkap pusaran-pusaran kecil dalam sungai entropy dan menjadikannya hidup. Lalu kata tersebut berhasil mengubah daratan di sebuah planet dari keberadaannya yang chaos, menjadi sebuah kehidupan yang terstruktur dan terorganisir. Akhirnya seiring waktu berjalan, sang kata berkembang dan menjadi cukup cerdas untuk membangun otak, yang pada akhirnya dapat menemukan dan menyadari kata itu sendiri.

Saya berani bertaruh bahwa Anda yang kebetulan membaca artikel ini akan menebak kata itu adalah Tuhan. Tapi maaf, tebakan Anda masih kurang tepat. Bagaimana jika saya mengatakan kata itu bukan Tuhan—saya harap Anda tidak serta-merta merobek tulisan ini; saran saya coba bersabar sebentar dan menyelesaikan bacaan Anda. Menurut Matt Ridley—yang bisa dikatakan mewakili kalangan ilmuwan yang bergerak dalam penelitian biologi molekuler—kata itu adalah RNA. Ia merupakan jembatan bahan kimia yang menghubungkan dua dunia, DNA dan protein.

Tetapi sebelumnya izinkan saya menjelaskan persoalan ini dari awal. Tubuh manusia terdiri atas sekitar 100 triliun SEL, yang kebanyakan berdiameter kurang dari sepersepuluh millimeter. Di dalam tiap sel ada sebuah bintik atau gumpalan hitam yang disebut NUKLEUS. Di dalam inti itu ada dua perangkat lengkap genom manusia. Seperangkat genom berasal dari ibu sedangkan seperangkat lainnya berasal dari ayah. Pada prinsipnya, tiap perangkat tersebut terdiri atas 30.000 hingga 80.000 gen yang sama pada kedua puluh tiga pasangan KROMOSOM yang terpisah. Dari seluruh kromosom itu, dua puluh dua pasangan diberi nomor berdasarkan urutan ukuran, dari yang paling besar (nomor 1) hingga yang paling kecil (nomor 22). Sedangkan sepasang sisanya terdiri atas kromosom seks: dua kromosom X yang besar pada wanita, satu X dan satu Y pada pria.

Genom manusia tersebut ditulis dalam kata-kata yang masing-masing terdiri atas tiga huruf dengan menggunakan empat huruf yang tersedia, yaitu A (Adenin), C (Sitosin), G (Guanin), dan T (Timin). Genom itu ditulis pada rantai-rantai panjang gula dan fosfat, disebut molekul-molekul DNA tempat basa-basa melekat ke samping membentuk anak-anak tangga. Tiap kromosom adalah sepasang molekul DNA yang sangat panjang. Genom ini merupakan “buku” yang sangat pintar, karena dalam kondisi-kondisi yang tepat ia dapat menyalin dan membaca diri sendiri. Proses penyalinan ini dikenal sebagai REPLIKASI, sedangkan proses pembacaannya disebut TRANSLASI.

Proses replikasi terjadi ketika basa A berpasangan dengan basa T, lalu basa G dengan basa C. Maka sebuah untai DNA dapat menyalin diri sendiri dengan merakit sebuah untai komplementer dengan basa T berseberangan dengan semua basa A, basa A berseberangan dengan semua basa T, basa C berseberangan dengan semua basa G, dan basa G berseberangan dengan basa C. DNA ini akan membentuk susunan yang terkenal dengan sebutan HELIKS PILINAN RANGKAP DUA atau DOUBLE HELIX.

Proses translasi lebih rumit daripada replikasi. Mula-mula teks pada sebuah gen di-TRANSKRIP menjadi sebuah salinan melalui proses perpasangan basa yang sama, tetapi kali ini salinan itu bukan terbuat dari DNA melainkan dari RNA, dengan sifat kimia yang sedikit berbeda. RNA pun dapat membawa kode linier dan menggunakan huruf-huruf sama seperti DNA, kecuali bahwa molekul ini menggunakan basa U (Urasil) sebagai pengganti basa T. Salinan inilah yang disebut RNAm (m=messenger, pembawa pesan atau perintah). RNAm terdiri dari segmen-segmen ekson dan intron yang berselang-seling. Kemudian dalam proses berikutnya, dilakukan tahap penyuntingan melalui proses pemotongan semua segmen intron dan penyambungan semua segmen ekson.

Selanjutnya untuk sintesa protein, RNAm ditemani oleh sebuah mesin mikroskopis yang disebut RIBOSOM. Ribosom mengandung RNAr (r=ribosom). Ribosom bergerak di sepanjang RNAm, menerjemahkan tiap kodon (sandi genetis) yang terdiri atas rangkaian tiga huruf menjadi asam amino. Asam amino yang berjumlah 20 ini masing-masing dibawa oleh molekul RNAt (t=transfer, pengangkut). Kemudian tiap asam amino tersebut dilekatkan ke tiap kodon membentuk rantai asam-asam amino dengan urutan yang sama seperti urutan kodon. Setelah seluruh pesan selesai diterjemahkan, rantai-rantai asam amino melipatkan diri ke dalam bentuk bervariasi sesuai dengan urutan. Rantai asam-asam amino ini sekarang disebut PROTEIN.

Sahabat pembaca yang terhormat, saya tidak bermaksud menambah berat hari Anda dengan jejalan informasi yang memusingkan ini. Maafkan saya jika tulisan ini membuat kepala Anda pening, dan mungkin beberapa dari Anda sudah terkantuk-kantuk ketika membaca ini. Tetapi ketahuilah bahwa apa yang saya terangkan di atas merupakan rangkaian-rangkaian proses kimiawi yang amat penting. Karena di dalam mereka terkandung misteri kehidupan yang selama ini tersimpan rapat selama miliaran tahun.

Sejarah bumi telah dimulai sekitar empat miliar tahun yang lampau, tidak lama setelah planet bumi terbentuk dan ketika jagat raya sendiri baru berumur sepuluh miliar tahun. Sejarah bumi yang ditandai dengan adanya kehidupan organik di bumi purbakala, diawali oleh sebuah benang hidup. Demikian bunyi syair Erasmus Darwin pada tahun 1794, yang akhirnya digarap melalui penelitian yang lebih serius lagi oleh cucunya Charles, enampuluh lima tahun kemudian. Di dalam benang hidup—atau sekarang dikenal dengan nama DNA—tercantum sebuah informasi mengenai asal kehidupan. Bahkan menurut J. Campbell seorang ilmuwan asal Inggris menyatakan hidup adalah informasi digital yang ditulis dalam DNA.

Pada mulanya adalah kata. Namun kata itu bukan DNA, tetapi RNA. Memang DNA secara struktur sangatlah penting, bahkan ia juga merupakan suatu zat yang berperan aktif dalam menentukan aktivitas-aktivitas biokimia dan karakteristik-karakteristik khusus sel. DNA merupakan zat pintar yang mewakili informasi, menjalani replikasi, kawin, dan berbiak, yang oleh para ahli biologi disebut genotipe. Tetapi DNA hanyalah sepenggal rumus matematika pasif, tidak berdaya, dan yang tidak dapat mengkatalisis reaksi-reaksi kimia. Ia masih membutuhkan protein yang memungkinkan DNA menjalani replikasi. Protein adalah sesuatu yang mewakili sifat kimiawi, hidup, bernapas, metabolisme, dan perilaku. Oleh para ahli biologi disebut fenotipe. Dari dua uraian tersebut dapat dikatakan hidup sebenarnya merupakan kancah permainan antara dua jenis bahan kimia: protein dan DNA.

Tetapi dua bahan kimia itu tidak akan berarti apa-apa tanpa kehadiran RNA. Para ilmuwan telah mengumpulkan bukti yang cukup meyakinkan untuk menyimpulkan RNA hadir lebih dahulu daripada protein dan DNA. Bahkan unsur-unsur pembentuk DNA dibuat dengan cara mengubah unsur-unsur pembentuk RNA. Begitu pula huruf T pada DNA dibuat dari huruf U pada RNA. Selain itu, banyak enzim modern yang meskipun terbuat dari protein memiliki ketergantungan yang sangat tinggi pada molekul-molekul kecil RNA. Ini dimaksudkan agar enzim-enzim tersebut dapat bekerja dengan baik.

RNA, tidak seperti DNA dan protein, memiliki kemampuan untuk menyalin diri sendiri tanpa bantuan: asalkan bahan-bahan yang tepat telah tersedia, RNA akan merajut semuanya menjadi sebuah pesan. Pesan dari gen, yang dibuat oleh RNA, diambil oleh enzim yang juga bergantung pada RNA. Selanjutnya pesan itu diterjemahkan oleh ribosom, sebuah mesin yang mengandung RNA; dan asam-asam amino yang diperlukan untuk translasi pesan dari gen itu, diambil dan dibawa oleh sebuah molekul RNA kecil. Jadi RNA semacam katalisator yang dapat menguraikan atau menggabungkan molekul-molekul lain termasuk RNA-RNA sendiri. RNA dapat memotong-motong molekul, menyambung ujung-ujung molekul-molekul, mebuat building block sendiri, termasuk memperpanjang rantai RNA. Molekul ini bahkan dapat bekerja pada diri sendiri, memotong sebagian teksnya, kemudian menyambung ujung-ujung potongannya kembali.

Kembali kepada judul artikel, yaitu asal-muasal kehidupan. Jauh sebelum ada satu pun kehidupan di bumi, RNA telah hadir. Menurut para ilmuwan, hal itu dapat dipastikan dengan menganalisis pelbagai petunjuk seputar peranan RNA yang masih bertahan dalam makhluk-makhluk hidup dewasa ini. Namun RNA bukanlah zat yang stabil, artinya zat ini akan terurai dalam beberapa jam apabila organisme ini berada di tempat yang panas, atau mungkin mencoba untuk tumbuh lebih besar. Jika kedua hal itu yang mereka coba lakukan, maka mereka harus menghadapi bencana kekeliruan—pelapukan pesan secara cepat dalam gen-gen. Tetapi karena didesak untuk survive, melalui pelbagai cara coba-coba dan berulang kali salah, akhirnya RNA berhasil merubah dirinya menjadi zat yang lebih tangguh disebut DNA. Selain DNA, ia juga berevolusi menjadi sebuah sistem untuk membuat salinan RNA dari DNA; ini merupakan sebuah mesin yang bernama proto-ribosom.

Mesin itu harus bekerja dengan cepat tetapi juga harus akurat. Maka proto-ribosom merajut salinan-salinan genetik menjadi satu, tiga huruf demi tiga huruf. Tiap tiga huruf tersebut diberi tanda dengan sebuah label sehingga lebih mudah untuk ditemukan oleh proto-ribosom—label itu terbuat dari asam amino. Lambat laun label-label itu membentuk protein-protein dan kata yang terdiri atas tiga huruf tersebut menjadi semacam kode untuk protein, yakni kode genetik itu sendiri. Maka kemudian, lahirlah sebuah makhluk yang lebih canggih yang dapat menyimpan resep genetiknya sendiri pada DNA. Selain itu ia juga dapat membuat mesin-mesin proteinnya sendiri, dan menggunakan RNA untuk menjembatani jarak di antara mereka.

Anda ingin tahu nama makhluk itu? Namanya adalah LUCA, Last Universal Common Ancestor. Para ahli banyak yang memperkirakan LUCA seperti sebuah bakteri dan tinggalnya di kolam berair hangat, mungkin sumber air panas, atau di sebuah laguna. Bagaimana bentuk kehidupan pertama ini? Saat ini, kebanyakan makhluk mendapatkan gen hanya dari orangtuanya masing-masing. Tetapi itu tidak berlaku untuk LUCA. Ia mendapatkan gen dengan cara melahap bakteri lain—tidak mustahil dahulu kala perampokan gen secara besar-besaran mudah dijumpai di mana-mana. Menurut para ilmuwan, jauh di masa lampau kromosom amat banyak dan berbentuk pendek-pendek, masing-masing hanya terdiri atas satu gen yang dapat hilang dengan mudah atau diperoleh dengan mudah pula. Oleh sebab itu, gen-gen yang kemudian terdapat dalam tubuh manusia mungkin berasal dari sekian banyak “spesies” yang berbeda.

Selama ini buku-buku ajar mengatakan bahwa makhluk hidup pertama adalah semacam bakteri, sel-sel sederhana dengan salinan tunggal kromosom cincin, dan makhluk hidup yang lain terbentuk karena kelompok-kelompok bakteri bersekutu membentuk sel-sel yang lebih kompleks. Pandangan ini berubah drastis ketika tiga ilmuwan Selandia Baru mempublikasikan temuan mereka pada tahun 1998. Mereka mengatakan organisme pertama tidak seperti bakteri; mereka tidak tinggal di sumber-sumber air panas atau di celah-celah ventilasi vulkanik dasar laut. Mereka jauh lebih mirip dengan protozoa, dengan genom-genom yang terfragmentasi dalam beberapa kromosom linier, bukan kromosom cincin, dan bersifat “poliploid”—yakni, setiap gen dilengkapi dengan beberapa salinan cadangan yang berguna untuk mengoreksi kesalahan-kesalahan “pengucapan”.

Cerita yang melawan arus ini didukung oleh “fosil-fosil” molekuler—yakni serpihan kecil RNA yang berkeliaran di dalam inti sel manusia, mengerjakan hal-hal tidak perlu seperti saling merekatkan diri ke luar gen menjadi RNA pemandu, RNA lengkung, RNA intikecil, RNA butir inti kecil, dan intron yang mampu menyambung-nyambungkan sendiri. Tidak seperti dunia bakteri yang sarat dengan persaingan, manusia—termasuk semua hewan, tumbuhan, dan jamur—tidak pernah tergoda untuk mencemplungkan diri ke dalam atmosfer persaingan yang super ganas, apalagi sampai harus menyederhanakan diri supaya lebih gesit. Manusia—dan makhluk lain yang baru saja saya sebutkan—lebih menikmati hidup sebagai makhluk yang kompleks, dengan gen sebanyak-banyaknya, daripada menyederhanakan diri yang harus dibayar dengan melepaskan sejumlah kenikmatan.

Anda tentu mempertanyakan seperti apa contoh sederhana yang dapat menceritakan proses terbentuknya struktur manusia dari organisme yang sederhana menjadi lebih kompleks. Gen-gen dalam sel pada jari kelingking Anda adalah turunan langsung molekul-molekul replikator pertama. Gen itu sampai pada tubuh manusia melalui suatu rantai penyalinan sepanjang puluhan miliar yang tak pernah putus. Selain itu ia juga harus melalui miliaran kesalahan penyalinan. Jadi jika hari ini Anda masih memiliki jari kelingking, Anda haruslah bersyukur karena ia telah membawa informasi digital tentang perjuangan hidup yang pernah ia alami jauh di masa yang lampau. Jika ia bisa berbicara pada Anda, ia akan menceritakan masa-masa pahitnya ketika ia nyaris gagal menjadi jari kelingking. Tentu tak dapat dibayangkan bagaimana bentuk kelingking manusia jika gen-gen kelingking yang belum selesai itu menyerah atas kesulitan demi kesulitan yang ia alami. Bisa jadi kelingking Anda tersebut akan lebih menyerupai cuping telinga daripada bentuk kelingking yang sekarang ini.

Sekarang Anda boleh menarik nafas panjang setelah informasi yang begitu panjang dan menjemukan yang baru saja Anda baca. Saya yakin Anda pasti menyukai bagian ini. Semua kehidupan pada dasarnya satu—you see? Feels good, right?—itu jelas merupakan fakta empiris, demikian penuturan Erasmus Darwin. Ini mengandung arti bahwa di bumi ini hanya ada satu penciptaan, suatu peristiwa tunggal yang merupakan awal kehidupan. Bagaimana bentuk peristiwa tunggal tersebut? Ada yang mengatakan melalui ex nihilio. Ada yang mengatakan kehidupan dimulai oleh sebuah ledakan besar di luar angkasa. Bahkan ada pula yang mengatakan kehidupan dilahirkan di planet lain, lalu benihnya ditaruh di bumi ketika ada pesawat ruang angkasa yang kebetulan bertandang ke bumi. Tetapi sejatinya, semua kehidupan pada dasarnya satu, yaitu terletak pada peran penting RNA, senyawa kimia pada kehidupan paling awal di planet bumi, dan kenyataan bahwa makhluk besar bersel tunggal mungkin merupakan nenek moyang bakteri, bukan sebaliknya.

Apa yang harus kita katakan sebagai orang Kristen yang mempercayai penciptaan melalui ex nihilio, jika ada ilmuwan menghampiri Anda dan menyatakan rumput laut adalah sepupu jauh kita dan kuman antraks adalah salah satu kerabat yang lebih canggih daripada manusia. Well, saya tinggalkan pertanyaan tersebut untuk Anda jawab sendiri. Adios!

Daftar Pustaka

  1. Boldmer, Walter dan Robin McKie. The Book of Man. Little Brown, 1994.
  2. Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM), www.ncbi.nlm.gov/omim
  3. Riddley, Matt. Genom, Jakarta: Gramedia Pustaka Utama, 2005.
  4. Strachan Tom dan Andrew Read. Human Molecular Genetics. Bios Scientific Publishers, 1996.
  5. Weaver, Robert dan Philip Hendrick. Basic Genetics. William C. Brown, 1995.

Written by Rolan Sihombing

December 26, 2008 at 9:33 pm

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: