Menyingkap Kehidupan di Luar Teori Dasar

Mendengar kata arsen kita pasti langsung teringat racun, karena senyawaan arsenik memang sangat berbahaya bagi tubuh dan bahkan sangat mematikan. Lalu bagaimana jadinya jika ada mikroorganisme yang ternyata bersahabat dengan arsen? Jangan-jangan masih ada hubungan saudara dengan alien.
Awal Desember 2010, masyarakat Indonesia digegerkan dengan beberapa fenomena alam, seperti lahirnya sapi berkaki enam dan kambing yang berperilaku layaknya anjing. Berita akan fenomena ini begitu besar sehingga mendapat perhatian dari masyarakat luas. Pada saat yang bersamaan, ilmuan dunia digegerkan oleh suatu penemuan yang lebih besar. Bakteri yang dapat hidup dan berkembang biak menggunakan senyawa arsen.Dalam dunia ini (sebelum penemuan ini dipublikasikan) telah dikenal enam atom penyusun kehidupan, yaitu karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, dan sulfur. Atom-atom ini tedapat di dalam setiap makhluk hidup di dunia, menyusun organ-organ, sel, bahkan materi genetik atau DNA. Fosfor merupakan komponen penting dalam senyawa Adenine Mono Phosphate (AMP) yang berfungsi sebagai energi untuk sel. Selain itu, fosfor juga merupakan bagian dari tulang punggung DNA yang berfungsi menjaga DNA sehingga dapat stabil dalam sel.
Arsen dikenal sebagai suatu komponen yang berbahaya. Struktur molekul senyawaan arsenik hampir mirip seperti fosfat sehingga memiliki karakteristik yang hampir sama (ingat, fosfor [P] dan arsen [As] berada dalam satu golongan pada tabel periodik). Dalam kondisi yang sesuai arsen dapat menggantikan posisi fosfor (homolog). Berbeda dengan fosfat, ikatan yang dibentuk arsenik dengan senyawa lain cenderung lemah dan tidak stabil. Ketidakstabilan suatu senyawa dapat mengakibatkan suatu kerusakan yang lebih besar, karena itulah arsen begitu berbahaya bagi makhluk hidup.
Telah ditemukan beberapa bakteri yang dapat tahan di dalam lingkungan yang mengandung arsen. Bakteri-bakteri ini dapat bertahan dengan cara “berpuasa” dan menghentikan metabolisme. Akan tetapi hal ini menyebabkan bakteri tersebut tidak dapat berkembang biak karena metabolisme di dalam sel tidak dapat berjalan. Teori dasar tentang enam senyawa penyusun kehidupan belum terpecahkan hingga peneliti Felisa Wolfe-Simon dan rekan-rekannya meneliti tanda-tanda kehidupan di dasar Danau Mono, California, USA.
Danau Mono dikenal sebagai danau yang hypersaline atau air asin dan memiliki pH yang tinggi (pH 9.8). Selain itu danau ini juga dikenal sebagai salah satu tempat yang memiliki konsentrasi arsen paling tinggi di dunia. Dengan kondisi ekstrim seperti itu, penelitian ini dapat dikatakan sebagai penelitian yang spekulatif, tetapi hasil yang didapatkan justru menujukkan suatu hal yang baru dan merubah teori dasar kehidupan.

Bakteri GFAJ-1 yang termasuk golongan Halomonadaceae (Image from dogonews.com)

Bakteri GFAJ-1, yang merupakan kependekan dari ”Give Felisa a Job”-1, termasuk ke dalam famili Halomonadaceae yang merupakan famili bakteri “pecinta garam” (kondisi asin atau saline). Di dalam lab, bakteri GFAJ-1 dapat tumbuh dan berkembang biak dengan baik di dalam media yang mengandung arsen ataupun fosfat. Setelah diteliti lebih lanjut menggunakan arsen yang terlabel, ternyata ditemukan molekul arsen di dalam organ sel, membran, dan materi genetik (DNA dan RNA) bakteri tersebut. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa bakteri ini menggunakan arsen sebagai senyawa penyusun kehidupannya menggantikan peran fosfat. Sungguh merupakan penemuan yang menghebohkan mengingat arsen yang merupakan senyawa yang bergitu berbahaya terhadap makhluk hidup hanyalah sebagai makanan “alternatif” bagi bakteri GFAJ-1 ini.

Arsenat memiliki ikatan yang kurang stabil dibandingkan dengan fosfat sehingga ikatan ini lebih mudah terhidrolisis. Peneliti berspekulasi bahwa kunci dari masalah ini adalah senyawa poly-β-hydroxybutyrate. Dalam spesies bakteri lain poly-β-hydroxybutyrate berfungsi sebagai tempat penyimpanan energi dan kabon tetapi untuk bakteri famili Halomonadaceae, senyawa ini dapat berperan dalam mengatur konsentrasi cairan di dalam sitoplasma dan mengurangi kemungkinan terhidrolisisnya senyawa-senyawa yang mengandung arsen tersebut.
Hasil yang didapatkan ini menuai berbagai pujian dan juga kritikan. Terdapat beberapa ilmuan yang meragukan hasil yang didapatkan, prosedur kerja yang tidak sesuai, atau publikasi yang berlebih. Walaupun begitu, tak dapat dipungkiri penemuan ini membuka pandangan baru dalam dunia ilmu pengetahuan. Dengan penemuan semacam ini, teori-teori dasar yang ditanamkan bertahun-tahun mungkin perlu ditinjau lagi.


from sciencebiotech.net

Posted in: sains