APA ITU BIOINFORMATIKA?
Bioinformatika, sesuai dengan
asal katanya yaitu “bio” dan “informatika”, adalah gabungan antara ilmu biologi
dan ilmu teknik informasi (TI). Pada umumnya, Bioinformatika didefenisikan
sebagai aplikasi dari alat komputasi dan analisa untuk menangkap dan menginterpretasikan
data-data biologi. Ilmu ini merupakan ilmu baru yang yang merangkup berbagai
disiplin ilmu termasuk ilmu komputer, matematika dan fisika, biologi, dan ilmu
kedokteran, dimana kesemuanya saling menunjang dan saling bermanfaat satu sama
lainnya.
Istilah bioinformatics mulai
dikemukakan pada pertengahan era 1980-an untuk mengacu pada penerapan komputer
dalam biologi. Namun demikian, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika
(seperti pembuatan basis data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens
biologis) sudah dilakukan sejak tahun 1960-an.
Ilmu bioinformatika lahir atas
insiatif para ahli ilmu komputer berdasarkan artificial intelligence. Mereka
berpikir bahwa semua gejala yang ada di alam ini bisa diuat secara artificial
melalui simulasi dari gejala-gejala tersebut. Untuk mewujudkan hal ini
diperlukan data-data yang yang menjadi kunci penentu tindak-tanduk gejala alam
tersebut, yaitu gen yang meliputi DNA atau RNA. Bioinformatika ini penting
untuk manajemen data-data dari dunia biologi dan kedokteran modern. Perangkat
utama Bioinformatika adalah program software dan didukung oleh kesediaan
internet
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 (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 ialah ilmu yang
mempelajari penerapan teknik komputasi untuk 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 DNAdan 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 pertama kali
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.
Kemajuan teknik biologi molekuler
dalam mengungkap sekuens biologi protein (sejak awal 1950an) dan asam nukleat
(sejak 1960an) mengawali perkembangan pangkalan data dan teknik analisis
sekuens biologi. Pangkalan data sekuens protein mulai dikembangkan pada tahun
1960an di Amerika Serikat, sementara pangkalan data sekuens DNA dikembangkan
pada akhir 1970an di Amerika Serikat dan Jerman pada Laboratorium Biologi
Molekuler Eropa (European Molecular Biology Laboratory).
Penemuan teknik sekuensing DNA
yang lebih cepat pada pertengahan 1970an menjadi landasan terjadinya ledakan
jumlah sekuens DNA yang dapat diungkapkan pada 1980an dan 1990an. Hal ini
menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek pengungkapan genom, yang
meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya
menyebabkan lahirnya bioinformatika.
Perkembangan jaringan internet
juga mendukung berkembangnya bioinformatika. Pangkalan data bioinformatika yang
terhubungkan melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengumpulkan hasil
sekuensing ke dalam pangkalan data tersebut serta memperoleh sekuens biologi
sebagai bahan analisis. Selain itu, penyebaranprogram-program aplikasi
bioinformatika melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengakses
program-program tersebut dan kemudian memudahkan pengembangannya.
Bidang-bidang terkait
bioinformatika
Biophysics
Biologi molekul sendiri merupakan
pengembangan yang lahir dari biophysics. Biophysics adalah sebuah bidang yang
mengaplikasikan teknik- teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur dan
fungsi biologi (British Biophysical Society). Sesuai dengan definisi tersebut,
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.
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
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 super selular, 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 HealthechInstitute’s
Sixth Annual Cheminformatics conference). Pengertian disiplin ilmu yang
disebutkan diatas 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 obat-obatan 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,
desain obat dianggap harus selalu menggunakan kerja yang intensif, proses
ujidan gagal (trial-error process). Ruang lingkup pembelajaran dari
cheminformatics ini sangat luas. Contoh bidang minatnya antara lain: Synthesis
Planning, Reaction and Structure Retrieval, 3-D Structure Retrieval,Modelling,
Computational Chemistry, Visualisation Tools and Utilities.
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.
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 protein-protein
dan kompleks-kompleks ordetingkat tinggi dari protein. Mengkarakterisasi
sebanyak puluhan ribu protein-protein yang dinyatakan dalam sebuah tipesel yang
diberikan pada waktu tertentu– apakah untuk mengukur berat molekul atau
nilai-nilaiisoelektrik protein-protein tersebut– melibatkan tempat penyimpanan
dan perbandingan daridata 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 ekspresigen di dalam baik patogen maupun induk selama terjadinya infeksi,
atau maupun dengan memeriksa karakteristik pola-pola ekspresi yang ditemukan
dalam tumor atau contoh daripasien untuk kepentingan diagnosa (kemungkinan
untuk mengejar target potensial terapi kanker).
Pharmacogenetics
Tiap individu mempunyai respon
yang berbeda-beda terhadap berbagai pengaruh obat; sebagian ada yang positif,
sebagian ada yang sedikit perubahan yang tampak pada kondisimereka 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
mengidentifikasihubungan-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
Sumber
Tidak ada komentar:
Posting Komentar