Pada kali ini saya akan membahas tentang Bioinformatika. Pasti kalian bingung dan penasaran apasih itu Bioinformatika?? apa mungkin itu pelajaran Biologi yang dikait-kaitkan dengan pelajaran Informatika dan sebaliknya. Dari pada kita bingung, simak penjelasan berikut ini. Bioinformatika
(bahasa Inggris: bioinformatics) adalah (ilmu yang mempelajari) penerapan
teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis.
Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika, dan
informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan
menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta informasi yang berkaitan
dengannya. Contoh topik utama bidang ini meliputi basis data untuk mengelola
informasi biologis, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur
untuk meramalkan bentuk struktur protein maupun struktur sekunder RNA, analisis
filogenetik, dan analisis ekspresi gen.
Bioinformatika
merupakan ilmu terapan yang lahir dari perkembangan teknologi informasi
dibidang molekular. Pembahasan dibidang bioinformatik ini tidak terlepas dari
perkembangan biologi molekular modern, salah satunya peningkatan pemahaman
manusia dalam bidang genomic yang terdapat dalam molekul DNA.
Kemampuan
untuk memahami dan memanipulasi kode genetik DNA ini sangat didukung oleh
teknologi informasi melalui perkembangan hardware dan soffware. Baik pihak
pabrikan sofware dan harware maupun pihak ketiga dalam produksi perangkat
lunak. Salah satu contohnya dapat dilihat pada upaya Celera Genomics,
perusahaan bioteknologi Amerika Serikat yang melakukan pembacaan sekuen genom
manusia yang secara maksimal memanfaatkan teknologi informasi sehingga bisa
melakukan pekerjaannya dalam waktu yang singkat (hanya beberapa tahun).
Perkembangan
teknologi DNA rekombinan memainkan peranan penting dalam lahirnya
bioinformatika. Teknologi DNA rekombinan memunculkan suatu pengetahuan baru
dalam rekayasa genetika organisme yang dikenala bioteknologi. Perkembangan
bioteknologi dari bioteknologi tradisional ke bioteknologi modren salah satunya
ditandainya dengan kemampuan manusia dalam melakukan analisis DNA organisme,
sekuensing DNA dan manipulasi DNA.
Sekuensing DNA
satu organisme, misalnya suatu virus memiliki kurang lebih 5.000 nukleotida
atau molekul DNA atau sekitar 11 gen, yang telah berhasil dibaca secara
menyeluruh pada tahun 1977. Kemudia Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3
milyar nukleotida yang menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3
tahun, walaupun semua ini belum terlalu lengkap. Saat ini terdapat milyaran
data nukleotida yang tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan
tahun 1982.
Bioinformatika
ialah ilmu yang mempelajari penerapan
teknik komputasiuntuk mengelola dan
menganalisis informasi hayati. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan
masalah-masalah biologi, terutama yang terkait dengan penggunaan sekuens DNA dan asam amino. Contoh topik utama
bidang ini meliputi pangkalan data untuk mengelola informasi
hayati, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan struktur protein atau pun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen.
Bioinformatika
pertamakali dikemukakan pada pertengahan 1980an untuk mengacu kepada
penerapan ilmu komputer dalam bidang biologi.
Meskipun demikian, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika seperti
pembuatan pangkalan data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens
biologi telah dilakukan sejak tahun 1960an.
Bidang-Bidang
yang Terkait dengan Bioinformatika
Biophysics
Biologi
molekul sendiri merupakan pengembangan yang lahir dari biophysics. Biophysics
adalah sebuah bidang interdisipliner yang mengaplikasikan teknik- teknik dari
ilmu Fisika untuk memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical
Society). Sesuai dengan definisi di atas, bidang ini merupakan suatu bidang
yang luas. Namun secara langsung disiplin ilmu ini terkait dengan
Bioinformatika karena penggunaan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk memahami
struktur membutuhkan penggunaan TI.
Computational Biology
Computational
biology merupakan bagian dari Bioinformatika (dalam arti yang paling luas) yang
paling dekat dengan bidang Biologi umum klasik. Fokus dari computational
biology adalah gerak evolusi, populasi, dan biologi teoritis
daripada biomedis dalam molekul dan sel. Tak dapat dielakkan bahwa Biologi
Molekul cukup penting dalam computational biology, namun itu bukanlah inti dari
disiplin ilmu ini. Pada penerapan computational biology, model-model statistika
untuk fenomena biologi lebih disukai dipakai dibandingkan dengan model
sebenarnya. Dalam beberapa hal cara tersebut cukup baik mengingat pada kasus
tertentu eksperimen langsung pada fenomena biologi cukup sulit. Tidak semua
dari computational biology merupakan Bioinformatika, seperti contohnya Model
Matematika bukan merupakan Bioinformatika, bahkan meskipun dikaitkan dengan
masalah biologi.
Medical Informatics
Menurut
Aamir Zakaria [ZAKARIA2004] Pengertian dari medical informatics adalah “sebuah
disiplin ilmu yang baru yang didefinisikan sebagai pembelajaran, penemuan, dan
implementasi dari struktur dan algoritma untuk meningkatkan komunikasi,
pengertian dan manajemen informasi medis.” Medical informatics lebih
memperhatikan struktur dan algoritma untuk pengolahan data medis, dibandingkan
dengan data itu sendiri. Disiplin ilmu ini, untuk alasan praktis, kemungkinan
besar berkaitan dengan data-data yang didapatkan pada level biologi yang lebih
“rumit” –yaitu informasi dari sistem-sistem superselular, tepat pada level
populasi—di mana sebagian besar dari Bioinformatika lebih memperhatikan
informasi dari sistem dan struktur biomolekul dan selular.
Cheminformatics
Cheminformatics
adalah kombinasi dari sintesis kimia, penyaringan biologis, dan pendekatan
data-mining yang digunakan untuk penemuan dan pengembangan obat (Cambridge
Healthech Institute’s Sixth Annual Cheminformatics conference). Pengertian
disiplin ilmu yang disebutkan di atas lebih merupakan identifikasi dari salah
satu aktivitas yang paling populer dibandingkan dengan berbagai bidang studi yang
mungkin ada di bawah bidang ini.
Salah
satu contoh penemuan obat yang paling sukses sepanjang sejarah adalah
penisilin, dapat menggambarkan cara untuk menemukan dan mengembangkan
obatobatan hingga sekarang –meskipun terlihat aneh–. Cara untuk menemukan dan
mengembangkan obat adalah hasil dari kesempatan, observasi, dan banyak proses
kimia yang intensif dan lambat. Sampai beberapa waktu yang lalu, disain obat
dianggap harus selalu menggunakan kerja yang intensif, proses uji dan gagal
(trial-error process).
Genomics
Genomics
adalah bidang ilmu yang ada sebelum selesainya sekuen genom, kecuali dalam
bentuk yang paling kasar. Genomics adalah setiap usaha untuk menganalisa atau
membandingkan seluruh komplemen genetik dari satu spesies atau lebih. Secara
logis tentu saja mungkin untuk membandingkan genom-genom dengan membandingkan
kurang lebih suatu himpunan bagian dari gen di dalam genom
yang representatif.
Mathematical Biology
Mathematical
biology lebih mudah dibedakan dengan Bioinformatika daripada computational
biology dengan Bioinformatika. Mathematical biology juga menangani
masalah-masalah biologi, namun metode yang digunakan untuk menangani masalah
tersebut tidak perlu secara numerik dan tidak perlu diimplementasikan dalam
software maupun hardware. Bahkan metode yang dipakai tidak perlu
“menyelesaikan” masalah apapun; dalam mathematical biology bisa dianggap beralasan
untuk mempublikasikan sebuah hasil yang hanya menyatakan bahwa suatu masalah
biologi berada pada kelas umum tertentu. Menurut Alex Kasman [KASMAN2004]
Secara umum mathematical biology melingkupi semua ketertarikan teoritis yang
tidak perlu merupakan sesuatu yang beralgoritma, dan tidak perlu dalam
bentuk molekul, dan tidak perlu berguna dalam menganalisis data yang terkumpul.
Proteomics
Istilah
proteomics pertama kali digunakan untuk menggambarkan himpunan dari
protein-protein yang tersusun (encoded) oleh genom. Ilmu yang mempelajari
proteome, yang disebut proteomics, pada saat ini tidak hanya memperhatikan
semua protein di dalam sel yang diberikan, tetapi juga himpunan dari semua
bentuk isoform dan modifikasi dari semua protein, interaksi diantaranya, deskripsi
struktural dari proteinprotein dan kompleks-kompleks orde tingkat tinggi dari
protein, dan mengenai masalah tersebut hampir semua pasca genom. Michael J.
Dunn [DUNN2004], Pemimpin Redaksi dari Proteomics mendefiniskan kata “proteome”
sebagai: “The PROTEin complement of the genOME”. Dan mendefinisikan proteomics
berkaitan dengan: “studi kuantitatif dan kualitatif dari ekspresi gen di level
dari protein-protein fungsional itu sendiri”. Yaitu: “sebuah antarmuka antara
biokimia protein dengan biologi molekul”.
Mengkarakterisasi
sebanyak puluhan ribu protein-protein yang dinyatakan dalam sebuah tipe
sel yang diberikan pada waktu tertentu –apakah untuk mengukur berat molekul
atau nilai-nilai isoelektrik protein-protein tersebut– melibatkan tempat
penyimpanan dan perbandingan dari data yang memiliki jumlah yang sangat besar,
tak terhindarkan lagi akan memerlukan Bioinformatika.
Pharmacogenomics
Pharmacogenomics
adalah aplikasi dari pendekatan genomik dan teknologi pada identifikasi dari
target-target obat. Contohnya meliputi menjaring semua genom untuk penerima
yang potensial dengan menggunakan cara Bioinformatika, atau dengan menyelidiki
bentuk pola dari ekspresi gen di dalam baik patogen maupun induk selama
terjadinya infeksi, atau maupun dengan memeriksa karakteristik pola-pola
ekspresi yang ditemukan dalam tumor atau contoh dari pasien untuk kepentingan
diagnosa (kemungkinan untuk mengejar target potensial terapi kanker). Istilah
pharmacogenomics digunakan lebih untuk urusan yang lebih “trivial” — tetapi dapat
diargumentasikan lebih berguna– dari aplikasi pendekatan Bioinformatika pada
pengkatalogan dan pemrosesan informasi yang berkaitan dengan ilmu Farmasi dan
Genetika, untuk contohnya adalah pengumpulan informasi pasien dalam database.
Pharmacogenetics
Tiap
individu mempunyai respon yang berbeda-beda terhadap berbagai
pengaruh obat; sebagian ada yang positif, sebagian ada yang sedikit
perubahan yang tampak pada kondisi mereka dan ada juga yang mendapatkan efek
samping atau reaksi alergi. Sebagian dari reaksi-reaksi ini diketahui mempunyai
dasar genetik. Pharmacogenetics adalah bagian dari pharmacogenomics yang
menggunakan metode genomik/Bioinformatika untuk mengidentifikasi
hubungan-hubungan genomik, contohnya SNP (Single Nucleotide Polymorphisms),
karakteristik dari profil respons pasien tertentu dan menggunakan
informasi-informasi tersebut untuk memberitahu administrasi dan pengembangan
terapi pengobatan. Secara menakjubkan pendekatan tersebut telah digunakan untuk
“menghidupkan kembali” obat-obatan yang sebelumnya dianggap tidak efektif,
namun ternyata diketahui manjur pada sekelompok pasien tertentu. Disiplin ilmu
ini juga dapat digunakan untuk mengoptimalkan dosis kemoterapi pada
pasien-pasien tertentu. Gambaran dari sebagian bidang-bidang yang terkait dengan
Bioinformatika di atas memperlihatkan bahwa Bioinformatika mempunyai ruang
lingkup yang sangat luas dan mempunyai peran yang sangat besar dalam bidangnya.
Bahkan pada bidang pelayanan kesehatan Bioinformatika menimbulkan disiplin ilmu
baru yang menyebabkan peningkatan pelayanan kesehatan.
Sumber
:
http://bioinformatika-q.blogspot.com/
Aprijani,
Dwi Astuti, & Elfaizi, M. Abdushshomad, BIOINFORMATIKA: Perkembangan,
Disiplin Ilmu dan Penerapannya di Indonesia,http://kambing.ui.ac.id/bebas/v06/Kuliah/SistemOperasi/2003/50/Bioinformatika.pdf