Sejarah genetika dimulai dari pertanyaan yang telah lama menghantui umat manusia: bagaimana sifat-sifat diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya? Ilmu genetika, yang kini menjadi dasar pemahaman kita tentang biologi dan pewarisan sifat, lahir dari eksplorasi manusia terhadap fenomena ini. Dalam buku The Gene: An Intimate History, Siddhartha Mukherjee menelusuri perjalanan genetika mulai dari eksperimen sederhana yang dilakukan oleh seorang biarawan bernama Gregor Mendel hingga penemuan struktur DNA oleh James Watson dan Francis Crick.

Mari kita menyelami lebih dalam bagaimana perjalanan ini dimulai dan bagaimana peristiwa-peristiwa penting dalam sejarah genetika mengubah pemahaman kita tentang kehidupan itu sendiri.

1. Awal Mula Eksperimen Genetika: Gregor Mendel dan Tanaman Kacang Polong

Pada pertengahan abad ke-19, di sebuah biara di Austria, seorang biarawan bernama Gregor Mendel menjalankan serangkaian eksperimen yang kemudian diakui sebagai fondasi genetika modern. Mendel, yang sebenarnya tidak memiliki latar belakang formal dalam biologi, menggunakan tanaman kacang polong (Pisum sativum) untuk mempelajari pola pewarisan sifat. Mengapa kacang polong? Karena tanaman ini mudah dikembangbiakkan, memiliki berbagai variasi warna, bentuk biji, dan tinggi tanaman yang mudah diamati, serta menghasilkan banyak keturunan dalam waktu singkat.

Dalam percobaannya, Mendel menyilangkan tanaman kacang polong yang memiliki sifat berbeda — seperti warna bunga putih dan ungu atau bentuk biji bulat dan keriput. Ia kemudian mencatat hasil persilangan tersebut dari generasi ke generasi. Melalui pengamatan dan pencatatan yang teliti, Mendel menyadari adanya pola tertentu dalam pewarisan sifat. Hasil percobaan ini mengarahkan Mendel pada beberapa kesimpulan penting yang kemudian dikenal sebagai Hukum Pewarisan Mendel, yaitu Hukum Segregasi dan Hukum Asortasi Bebas.

Hukum Segregasi

Menurut hukum ini, setiap individu memiliki dua “unit” untuk setiap sifat (kini kita kenal sebagai alel), yang satu berasal dari induk jantan dan satu lagi dari induk betina. Dalam proses reproduksi, kedua unit ini dipisahkan atau “disegregasikan” sehingga keturunan hanya menerima satu unit dari setiap induk. Hal ini menjelaskan mengapa sifat tertentu dapat hilang di satu generasi tetapi muncul kembali di generasi berikutnya.

Hukum Asortasi Bebas

Hukum kedua ini menyatakan bahwa pewarisan satu sifat tidak memengaruhi pewarisan sifat lain. Dalam istilah modern, ini berarti alel untuk satu gen akan terdistribusi secara acak relatif terhadap alel dari gen lain selama pembentukan gamet (sel telur dan sperma).

Eksperimen Mendel menjadi sangat penting karena ia mampu mengidentifikasi pola yang konsisten dalam pewarisan sifat. Meski pada zamannya temuan Mendel tidak banyak mendapat perhatian, eksperimen ini menjadi landasan yang kokoh untuk perkembangan genetika.

2. Rediscovery of Mendel’s Work dan Awal Kemajuan Genetika

Temuan Mendel baru diakui lebih dari tiga puluh tahun kemudian, pada awal abad ke-20, oleh tiga ilmuwan — Hugo de Vries, Carl Correns, dan Erich von Tschermak — yang secara terpisah meneliti pewarisan sifat dan kemudian menemukan kembali karya Mendel. Mereka menyadari bahwa pola pewarisan yang mereka amati sesuai dengan hukum Mendel.

Seiring waktu, pemahaman mengenai genetik semakin maju, terutama dengan ditemukannya kromosom sebagai tempat di mana “unit-unit” pewarisan Mendel disimpan. Hal ini mengubah cara pandang para ilmuwan mengenai sel dan gen, memicu penelitian yang lebih intensif terhadap struktur dan fungsi gen.

3. Penemuan DNA dan Struktur Heliks Ganda

Pada tahun 1953, penemuan struktur DNA oleh James Watson dan Francis Crick menandai titik balik besar dalam sejarah genetika. Setelah melakukan analisis terhadap data difraksi sinar-X yang diambil oleh Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins, Watson dan Crick mengidentifikasi bahwa DNA memiliki bentuk heliks ganda. Penemuan ini bukan hanya mengkonfirmasi keberadaan gen sebagai “unit pewarisan,” tetapi juga mengungkapkan cara gen bekerja.

DNA, atau asam deoksiribonukleat, terdiri dari dua untaian yang saling melilit dan berisi “kode genetik” yang menentukan sifat-sifat yang diturunkan. Setiap untaian terbuat dari nukleotida yang mengandung basa nitrogen (adenin, timin, guanin, dan sitosin) yang berpasangan sesuai dengan aturan tertentu: adenin dengan timin, dan guanin dengan sitosin. Urutan basa ini membentuk “kode” yang mengarahkan pembentukan protein dan proses biologis lainnya di dalam tubuh.

Signifikansi Penemuan DNA

Dengan mengetahui struktur DNA, para ilmuwan dapat mulai memahami bagaimana informasi genetik direplikasi dan diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Penemuan ini menginspirasi revolusi dalam biologi molekuler dan menjadi dasar bagi penelitian lebih lanjut di bidang genetika dan bioteknologi, termasuk penemuan teknologi pengeditan gen modern seperti CRISPR.

4. Dampak Jangka Panjang Penemuan Awal Genetika

Perjalanan genetika, yang dimulai dari eksperimen sederhana oleh Gregor Mendel hingga penemuan DNA, telah mengubah dunia ilmu pengetahuan dan kehidupan manusia secara menyeluruh. Saat ini, ilmu genetika telah memungkinkan kita memahami penyebab dari banyak penyakit genetik, mengembangkan terapi medis yang lebih personal, dan bahkan mengeksplorasi potensi pengeditan gen untuk meningkatkan kualitas hidup.

Namun, bersama dengan kemajuan ini muncul berbagai tantangan etis dan moral. Misalnya, apakah kita berhak mengubah gen manusia? Bagaimana kita dapat memastikan bahwa teknologi genetika digunakan untuk kebaikan? Pertanyaan-pertanyaan ini masih terbuka dan menunggu jawaban dari masyarakat dan ilmuwan.

Kesimpulan

Sejarah genetika adalah bukti dari kemajuan pengetahuan manusia yang terus berkembang. Dari kebun biara di Austria hingga laboratorium penelitian di seluruh dunia, genetika telah membuka pemahaman yang luar biasa tentang kehidupan dan warisan biologis kita. Namun, perjalanan ini belum selesai. Dengan teknologi yang terus berkembang, masa depan genetika memiliki potensi besar untuk membawa perubahan positif, tetapi juga memerlukan tanggung jawab yang besar. Penemuan awal oleh Mendel dan penemuan struktur DNA oleh Watson dan Crick hanyalah awal dari perjalanan panjang kita dalam memahami dan mungkin mengendalikan kode kehidupan itu sendiri.