0
0
DNA delapan huruf menjadi salah satu perkembangan menarik dalam bidang biologi sintetis. Seluruh kehidupan alami yang diketahui di Bumi menyimpan informasi genetik menggunakan empat basa DNA utama, yaitu adenine (A), thymine (T), cytosine (C), dan guanine (G).
Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa sistem penyimpanan informasi biologis tidak harus berhenti pada empat huruf tersebut.
Para peneliti dari University of California San Diego menunjukkan bahwa mesin molekuler penting yang digunakan untuk membaca informasi genetik ternyata mampu bekerja dengan alfabet genetik buatan berisi delapan huruf.
Temuan tersebut membuka pertanyaan besar: seberapa jauh manusia dapat memperluas “bahasa” dasar kehidupan?
DNA Delapan Huruf Perluas Alfabet Kehidupan
DNA alami menggunakan empat jenis basa sebagai kode untuk menyimpan informasi biologis.
Secara sederhana, A berpasangan dengan T, sedangkan C berpasangan dengan G. Kombinasi miliaran pasangan tersebut menjadi bagian dari instruksi genetik organisme.
Para ilmuwan telah lama mencoba memperluas alfabet ini dengan membuat pasangan basa sintetis.
Salah satu hasil dari penelitian tersebut dikenal sebagai hachimoji DNA, sebuah sistem genetik sintetis yang memiliki delapan huruf.
Kata “hachimoji” berasal dari bahasa Jepang yang berarti “delapan huruf”.
Tantangannya Bukan Sekadar Membuat DNA Baru
Menciptakan molekul yang menyerupai DNA hanyalah sebagian dari tantangan.
Agar alfabet genetik sintetis benar-benar berguna, mesin biologis juga harus mampu membaca informasi di dalamnya.
Di sinilah penelitian terbaru menjadi penting.
Peneliti menunjukkan bahwa RNA polymerase, enzim yang berperan membaca DNA untuk menghasilkan RNA, dapat menangani pasangan basa sintetis tersebut dengan tingkat akurasi tinggi.
Artinya, alfabet DNA yang diperluas tidak hanya dapat dibuat sebagai struktur kimia.
Informasinya juga dapat diproses oleh mesin molekuler.
Dari Empat Huruf Menjadi Delapan
Bayangkan DNA seperti bahasa komputer.
Komputer biasa menggunakan kombinasi angka 0 dan 1. DNA kehidupan di Bumi menggunakan kombinasi empat huruf A, T, C dan G.
Jika jumlah simbol yang tersedia diperbesar, secara teori jumlah kombinasi informasi yang dapat disimpan juga menjadi jauh lebih besar.
Dengan DNA delapan huruf, para ilmuwan mempunyai ruang tambahan untuk merancang molekul dan sistem biologis yang tidak ditemukan secara alami.
Namun, ini tidak berarti para ilmuwan telah menciptakan organisme kompleks baru dengan delapan huruf DNA.
Penelitian tersebut berfokus pada kemampuan sistem molekuler untuk membaca alfabet genetik sintetis.
Ilmuwan Melihat Prosesnya Secara Detail
Para peneliti tidak hanya menguji apakah proses tersebut berhasil.
Mereka juga mempelajari bagaimana RNA polymerase berinteraksi dengan basa sintetis pada tingkat struktural.
Pencitraan terperinci memperlihatkan bahwa enzim tersebut dapat mengakomodasi pasangan basa buatan ketika melakukan proses transkripsi.
Hasil tersebut cukup mengejutkan karena RNA polymerase berevolusi selama miliaran tahun untuk menangani alfabet genetik alami.
Meski demikian, mesin molekuler itu ternyata memiliki fleksibilitas untuk memproses jenis pasangan basa yang tidak digunakan kehidupan alami.
Bisa Membuka Cara Baru Menyimpan Informasi
DNA sudah menarik perhatian sebagai media penyimpanan data.
Alasannya sederhana: molekul tersebut dapat menyimpan informasi dalam kepadatan sangat tinggi.
Dengan alfabet yang lebih besar, potensi teknologi penyimpanan berbasis DNA menjadi semakin menarik.
Sistem delapan huruf secara teoritis menyediakan lebih banyak kombinasi dibandingkan sistem empat huruf.
Namun, penerapan praktisnya masih membutuhkan penelitian lebih lanjut, termasuk mengenai biaya produksi, stabilitas molekul, kecepatan pembacaan serta akurasi penyimpanan.
Berpotensi Membantu Bioteknologi
Dampaknya tidak terbatas pada penyimpanan data.
Alfabet genetik yang diperluas dapat memberi ilmuwan lebih banyak komponen untuk merancang molekul dengan sifat tertentu.
Dalam biologi sintetis, kemampuan tersebut berpotensi digunakan untuk mengembangkan material biologis, alat diagnostik, molekul penelitian dan aplikasi bioteknologi lainnya.
Alih-alih hanya bekerja dengan komponen yang telah disediakan alam, ilmuwan dapat mencoba menambahkan “huruf” baru ke dalam sistem.
Ini mirip memperluas kotak peralatan biologis.
Apakah Ini Berarti Ada Kehidupan dengan DNA Berbeda?
Temuan ini juga menarik dari perspektif astrobiologi.
Kehidupan di Bumi menggunakan alfabet DNA yang sama karena seluruh organisme yang diketahui mempunyai sejarah evolusi yang saling berhubungan.
Tetapi apakah kehidupan di tempat lain di alam semesta harus menggunakan empat basa yang sama?
Belum tentu.
Keberhasilan membuat dan membaca DNA delapan huruf menunjukkan bahwa secara kimia, sistem informasi genetik dapat mempunyai konfigurasi berbeda dari sistem yang digunakan kehidupan alami di Bumi.
Hal tersebut tidak membuktikan adanya kehidupan alien dengan DNA berbeda.
Namun, penelitian semacam ini membantu ilmuwan memahami seberapa luas kemungkinan kimia yang dapat mendukung sistem mirip kehidupan.
Mesin Kehidupan Ternyata Lebih Fleksibel
Salah satu bagian paling menarik dari penelitian ini adalah fleksibilitas RNA polymerase.
Enzim tersebut merupakan mesin molekuler yang sangat tua dalam sejarah kehidupan.
Fakta bahwa RNA polymerase mampu memproses pasangan basa sintetis menunjukkan bahwa beberapa komponen biologis mungkin tidak sepenuhnya terkunci pada kimia DNA alami.
Fleksibilitas tersebut memberikan peluang bagi ilmuwan untuk menggabungkan sistem biologis alami dengan molekul sintetis.
Bukan Berarti “Makhluk DNA 8 Huruf” Sudah Diciptakan
Judul mengenai DNA sintetis mudah menimbulkan kesalahpahaman.
Penelitian ini bukan berarti ilmuwan telah menciptakan manusia, hewan atau organisme baru yang seluruh genomnya menggunakan delapan huruf DNA.
Yang ditunjukkan adalah bahwa sebuah mesin molekuler penting dapat membaca alfabet genetik yang diperluas secara akurat.
Perbedaannya penting karena perjalanan dari eksperimen molekuler menuju organisme sintetis yang stabil jauh lebih kompleks.
Meski begitu, keberhasilan tersebut merupakan langkah penting dalam memahami batas sistem genetika.
Empat Huruf Mungkin Bukan Satu-satunya Pilihan
Selama miliaran tahun, A, T, C dan G telah menjadi alfabet yang digunakan kehidupan di planet kita.
Dari bakteri mikroskopis hingga manusia, semuanya menggunakan sistem dasar yang sama.
Eksperimen terbaru menunjukkan bahwa aturan tersebut bukan berarti satu-satunya konfigurasi kimia yang memungkinkan.
DNA delapan huruf memperlihatkan bahwa alfabet genetika dapat diperluas dan masih dapat dikenali oleh mesin molekuler penting.
Temuan tersebut belum menciptakan bentuk kehidupan baru. Namun, penelitian ini memperluas pemahaman tentang apa yang mungkin dilakukan dengan DNA—sekaligus memunculkan pertanyaan menarik tentang apakah “bahasa kehidupan” di alam semesta benar-benar harus sama dengan yang kita kenal di Bumi.
