Pada pertengahan abad ke-20, salah satu teka-teki terbesar dalam biologi adalah bagaimana sel hidup menyimpan dan mewariskan instruksi genetik. Meskipun asam deoksiribonukleat (DNA) telah diidentifikasi sebagai materi hereditas, konfigurasi molekulernya masih belum terpecahkan. Misteri tersebut akhirnya terungkap pada musim semi tahun 1953 melalui perpaduan antara data eksperimen kristalografi sinar-X yang presisi dan rekayasa pemodelan spasial.
Foto 51: Kunci Kristalografi Rosalind Franklin
Di King's College London, biofisikawan dan ahli kristalografi sinar-X Rosalind Franklin, bersama mahasiswa doktoralnya Raymond Gosling, mendedikasikan riset mereka untuk memetakan struktur serat DNA. Pada Mei 1952, mereka berhasil mengabadikan Foto 51, citra difraksi sinar-X dari bentuk B hidrasi DNA yang memiliki tingkat kejernihan luar biasa.
Pola difraksi silang menyerupai huruf "X" pada Foto 51 menyajikan bukti tak terbantahkan bahwa DNA memiliki struktur heliks. Melalui perhitungan kuantitatif yang ketat, Franklin menetapkan parameter mendasar: heliks memiliki diameter 2 nanometer, periode pengulangan 3,4 nanometer per putaran penuh (mencakup 10 pasangan basa), serta kerangka gula-fosfat hidrofilik di bagian luar yang memayungi basa nitrogen hidrofobik di sisi dalam.
Pemodelan Molekuler Watson dan Crick
Sementara itu, di Cavendish Laboratory Universitas Cambridge, James Watson dan Francis Crick berupaya memecahkan teka-teki tersebut dengan merakit model fisik tiga dimensi berskala atomik. Pada akhir Januari 1953, Maurice Wilkins memperlihatkan cetakan Foto 51 kepada Watson tanpa persetujuan atau sepengetahuan langsung Franklin. Akses terhadap data simetri kristal monoklinik ruang C2 dari laporan Medical Research Council (MRC) Franklin meyakinkan Crick bahwa dua rantai DNA berjalan berlawanan arah (antiparalel).
Titik balik penyusunan model terjadi saat fisikawan kimia Jerry Donohue mengoreksi kesalahan buku teks mengenai bentuk tautomer basa nitrogen, menunjukkan bahwa timina dan guanina berada dalam konfigurasi keto, bukan enol. Menyadari hal ini, Watson berhasil merumuskan aturan pasangan basa komplementer:
- Adenina (A) berpasangan secara eksklusif dengan Timina (T) melalui dua ikatan hidrogen.
- Guanina (G) berpasangan secara eksklusif dengan Sitosina (C) melalui tiga ikatan hidrogen.
Temuan ini secara elegan menjawab hukum rasio 1:1 yang ditemukan kimiawan Erwin Chargaff pada tahun 1950.
Publikasi Bersejarah dan Pengakuan Sains
Pada 25 April 1953, jurnal ilmiah Nature menerbitkan tiga makalah berturut-turut: karya Watson dan Crick, penelitian Wilkins bersama rekan-rekannya, serta laporan eksperimen Franklin dan Gosling. Di bagian akhir makalahnya, Watson dan Crick menuliskan pernyataan terkenal:
"Tidak luput dari perhatian kami bahwa pasangan spesifik yang kami postulatkan secara langsung menyarankan mekanisme penyalinan bagi materi genetik."
Hadiah Nobel Fisiologi atau Kedokteran 1962 dianugerahkan kepada Watson, Crick, dan Wilkins. Rosalind Franklin telah wafat pada tahun 1958 akibat kanker ovarium pada usia 37 tahun. Berdasarkan statut Komite Nobel, penghargaan tidak dapat dianugerahkan secara anumerta (posthumous). Kini, komunitas sains internasional secara tegas menempatkan Rosalind Franklin sebagai tokoh sentral yang memungkinkan terpecahkannya rahasia kehidupan tersebut.
