PENDAHULUAN
Bioinformatika
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.
Sejarah Singkat
Bio
informatika Dikemukakan pada pertengahan era 1980-an untuk mengacu pada penerapan komputer dalam biologi. Namun, penerapan bidang-bidang
dalam bioinformatika (seperti pembuatan basis data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens biologis)
sudah dilakukan sejak tahun 1960-an.
Kemajuan
teknik biologi molekular dalam
mengungkap sekuens biologis dari protein (sejak awal 1950-an) dan asam nukleat (sejak 1960-an) mengawali perkembangan basis
data dan teknik analisis sekuens biologis. Basis data sekuens protein mulai
dikembangkan pada tahun 1960-an di Amerika Serikat, sementara basis data sekuens DNA dikembangkan
pada akhir 1970-an di Amerika Serikat dan Jerman (pada European Molecular Biology Laboratory,
Laboratorium Biologi Molekular Eropa).
Penemuan
tekniksekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970-an
menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang berhasil
diungkapkan pada 1980-an dan 1990-an, menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek pengungkapan genom,
meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya
menyebabkan lahirnya bioinformatika.
Perkembangan Internet juga mendukung berkembangnya bioinformatika.
Basis data bioinformatika yang terhubung melalui Internet memudahkan ilmuwan
mengumpulkan hasil sekuensing ke dalam basis data tersebut maupun memperoleh
sekuens biologis sebagai bahan analisis. Selain itu, penyebaran program-program aplikasi bioinformatika melalui Internet
memudahkan ilmuwan mengakses program-program tersebut dan kemudian memudahkan
pengembangannya.
ANALISA
Cabang-cabang
Bioinformatika Dari pengertian Bioinformatika yang telah dijelaskan, terdapat
banyak cabang-cabang disiplin ilmu yang terkait dengan Bioinformatika, terutama
karena bioinformatika itu sendiri merupakan suatu bidang interdisipliner. Hal
tersebut menimbulkan banyak pilihan bagi orang yang ingin mendalami
Bioinformatika.
Cabang-cabang disiplin ilmu yang terkait dengan Bioinformatika adalah:
- Biophysics
Adalah sebuah bidang interdisipliner yang mengalikasikan teknik-teknik
dari ilmu Fisika untuk memahami struktur dan fungsi biologi (British
Biophysical Society). Disiplin ilmu ini terkait dengan Bioinformatika karena
penggunaan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur membutuhkan
penggunaan TI.
- 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.
- 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”.
- 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).
Kemungkinan penggunaan TI untuk merencanakan secara cerdas dan dengan
mengotomatiskan proses-proses yang terkait dengan sintesis kimiawi dari komponenkomponen
pengobatan merupakan suatu prospek yang sangat menarik bagi ahli kimia dan ahli
biokimia.
- Genomics
Adalah bidang ilmu yang ada sebelum selesainya sekuen genom, kecuali
dalam bentuk yang paling kasar. Genomics adalah setiap usaha untukmenganalisa
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 representative.
- Mathematical Biology
Menangani masalah-masalah biologi, namun metode yang digunakan untuk
menangani masalah tersebut tidak perlu secara numerik dan tidak perlu
diimplementasikan dalam software maupun hardware (Attwood, T.K., dan D.J.
Parry-Smith. 1999) 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 (Attwood, T.K., dan D.J.
Parry-Smith. 1999)
- Proteomics
Istilah proteomics pertama kali
digunakan untuk menggambarkan himpunan dari protein-protein yang tersusun
(encoded) oleh genom. Michael J. Dunn [DUNN2004], mendefiniskan kata “proteome”
sebagai: “The PROTEin complement of the genOME“. Dan mendefinisikan
proteomicsberkaitan 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” (Attwood, T.K., dan D.J.
Parry-Smith. 1999.)
- 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) (Attwood,
T.K., dan D.J. Parry-Smith. 1999.) 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 (Attwood, T.K.,
dan D.J. Parry-Smith. 1999.)
- 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 (Attwood, T.K., dan
D.J. Parry-Smith. 1999.) 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 (Attwood, T.K., dan D.J.
Parry-Smith. 1999.)
Beberapa aplikasi bioinformatika
1. Transformasi sekuen menjadi informasi
genetik. Intinya adalah menjual data, dalam bentuk gen komplit, atau fragmen,
yang dapat digunakan oleh pihak lain untuk mencari potensi terhadap gen
tersebut
2. Pasien sebagai komoditas Pasien dengan
kecenderungan terhadap penyakit tertentu dapat diketahui, sehingga mudah sekali
bagi perusahaan oba untuk menawarkan produknya.
3. Mencari potensi gen Potensi dari sebuah
gen sangat beragam, bergantung pada ekspresi gen tersebut. Aplikasi lebih
lanjut dapat berupa transgenik, terapi genetik, atau berbagai rekayasa dan
pemanfaatan geneik lainnya.
KESIMPULAN
BioInformatika
suatu perpaduan antara ilmu biologi dan teknologi informasi. Bioinformatika
merupakan manajemen dan analisis informasi biologis yang disimpan dalam suatu
database. Perkembangan yang sedemikian pesat menghasilkan berbagai teknik dan
perangkat baru dalam melakukan manajemen dan analisis data. Karena beragamnya
teknik dan perangkat tersebut, terjadi kesulitan dalam perbandingan,
penyimpanan, dan analisis data dari berbagai platform.
Permasalahan
lain pun muncul menghadang. Sebagai disiplin ilmu yang baru terbentuk,
bioinformatika kekurangan SDM yang kompeten. Hal tersebut dijelaskan oleh Craig
Benham, seorang Profesor pada sekolah kedokteran Mount Sinai di New York. Ia
mengajar bioinformatika aplikasi teknologi informasi. Seperti dijelaskan
Benham, ia pada tahun 2000-2001 tidak memiliki murid di program pasca
sarjananya. Padahal, diprediksikan bidang ini membutuhkan sekitar 20.000 tenaga
kerja terlatih yang kompeten dalam bidang biologi sekaligus ilmu komputer.
Ref:
Ref: