Language
Country/Area
No result found
Kelahiran teori pita geser: Bagaimana teori ini diajukan secara independen oleh dua kelompok ilmuwan?
Teori pita geser merupakan teori penting yang menjelaskan mekanisme kontraksi otot, yang didasarkan pada protein otot yang saling bergeser untuk menghasilkan gerakan. Menurut teori ini, miosin (filamen tebal) dalam serat otot meluncur di atas aktin (filamen tipis) selama kontraksi otot, sementara panjang kedua set pita tersebut relatif tidak berubah. Teori ini diajukan secara independen pada tahun 1954 oleh dua tim peneliti, yang terdiri dari Andrew Huxley dan Rolf Niedergelk dari Universitas Cambridge, serta Hugh Huxley dan Jane Niedergelk dari Institut Teknologi Massachusetts. Hansen menyusun.
Teori ini awalnya dicetuskan oleh Hugh Huxley pada tahun 1953 dan diajukan sebagai "hipotesis yang sangat menarik" oleh Andrew Huxley dan Niedergelk.
Sebelum tahun 1950-an, ada beberapa teori yang saling bersaing untuk menjelaskan kontraksi otot, termasuk tarikan listrik, pelipatan protein, dan modifikasi protein. Teori baru ini mengusulkan konsep yang disebut jembatan silang (secara tradisional disebut jembatan silang berayun dan sekarang lebih dikenal sebagai siklus jembatan silang), yang menjelaskan mekanisme molekuler pita geser. Teori jembatan silang menyatakan bahwa aktin dan miosin membentuk kompleks protein (secara tradisional disebut aktin-miosin) melalui perlekatan kepala miosin ke filamen aktin. Oleh karena itu, di antara kedua pita ini terbentuk semacam jembatan silang.
Latar belakang sejarah
Penelitian awal
Pada awal tahun 1870-an, ilmuwan Jerman Willy Kuh pertama kali menemukan protein otot miosin, yang diekstraksi dan diberi nama pada tahun 1864. Pada tahun 1939, pasangan suami istri Rusia Vladimir Alexandrovich Engelhardt dan Milisa Nikolayevna Lyubimova menemukan bahwa miosin memiliki sifat enzimatik (disebut ATPase), yang dapat memecah ATP untuk melepaskan energi. Ahli fisiologi Hungaria Albert St. George memenangkan Hadiah Nobel pada tahun 1937 atas karyanya tentang vitamin C dan asam maleat, dan kemudian mengalihkan perhatiannya ke fisiologi otot. St. George menunjukkan pada tahun 1942 bahwa ATP adalah sumber energi untuk kontraksi otot dan mengamati bahwa serat otot yang mengandung miosin B memendek saat ada ATP tetapi miosin A tidak, sebuah pengalaman yang kemudian ia gambarkan sebagai "Salah satu momen paling menggairahkan dalam hidup saya."
Asal usul teori
Pada saat Hugh Huxley menerima gelar doktornya dari Universitas Cambridge pada tahun 1952, St. George telah mengalihkan kariernya ke penelitian kanker. Pada bulan September 1952, Huxley datang ke Laboratorium Francis O. Schmidt di MIT dan bergabung dengan peneliti pascadoktoral Inggris lainnya, Jane Hanson, pada bulan Januari 1953. Dengan menggunakan difraksi sinar-X, Huxley berhipotesis bahwa protein otot, khususnya miosin, membentuk pita terstruktur yang menghasilkan sarkomer (segmen serat otot). Tujuan utama mereka adalah mempelajari detail pita-pita ini menggunakan mikroskop elektron. Mereka dengan cepat menemukan dan mengonfirmasi sifat-sifat pita protein otot.
Proposisi teori pita geser
Teori pita geser berasal dari dua makalah yang diterbitkan dalam jurnal "Nature" pada tanggal 22 Mei 1954, dengan tema "Perubahan Struktural pada Otot Selama Kontraksi." Meskipun kesimpulan mereka pada dasarnya serupa, data eksperimen dan proposalnya berbeda.
Makalah pertama, yang ditulis bersama oleh Andrew Huxley dan Rolf Niedergerke, berjudul "Interference microscopy of living muscle fibres." Menurut makalah tersebut, pita-I terdiri dari filamen aktin, sedangkan pita-A sebagian besar terdiri dari filamen miosin, dan selama kontraksi, filamen aktin bergerak di antara filamen miosin.
Makalah kedua, yang ditulis oleh Hugh Huxley dan Jane Hansen, berjudul "Perubahan lintas garis pada otot selama kontraksi dan ekstensi serta penjelasan strukturalnya." Makalah ini lebih rinci daripada yang pertama dan didasarkan pada studi otot kelinci, menggunakan kontras fase dan mikroskop elektron.
Penerimaan dan Konsekuensi
Meskipun ada bukti kuat, teori pita geser tidak mendapatkan dukungan pada tahun-tahun berikutnya. St. George sendiri juga menolak untuk percaya bahwa filamen miosin terbatas pada filamen tebal (pita A). Baru pada tahun 1957, mikroskop elektron baru milik Huxley mengonfirmasi sifat tumpang tindih pita tersebut.
Baru pada konferensi tahun 1972 di Laboratorium Cold Spring Harbor teori dan buktinya memperoleh penerimaan umum. Para peserta mengingat Hansen berteriak saat menghadapi kritik: "Saya tahu saya belum bisa menjelaskan mekanismenya, tetapi gerakan meluncur itu fakta."
Seiring terkumpulnya bukti, Huxley secara resmi mengusulkan mekanisme untuk menggeser pita, yang sekarang dikenal sebagai siklus jembatan silang.
Studi-studi ini tidak hanya mengubah wajah fisiologi otot tetapi juga mengarah pada eksplorasi mekanisme biologis yang lebih kompleks di masa mendatang. Teori yang membuat zaman ini membuat kita bertanya-tanya: Berapa banyak mekanisme biologis lain yang belum ditemukan yang menunggu orang-orang dengan cita-cita luhur untuk mengungkapkannya?
