Bioninformatika
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.
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.
Bidang-bidang terkait bioinformatika
1. 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.
2. Bioinformatika
dalam Dunia Kedokteran
Bioinformatika
dalam bidang klinis
Perananan
Bioinformatika dalam bidang klinis ini sering juga disebut sebagai informatika
klinis (clinical informatics). Aplikasi dari clinical informatics ini adalah
berbentuk manajemen data-data klinis dari pasien melalui Electrical Medical
Record (EMR) yang dikembangkan oleh Clement J.
McDonald
dari Indiana University School of Medicine pada tahun 1972 . McDonald pertama
kali mengaplikasikan EMR pada 33 orang pasien penyakit gula (diabetes).
Sekarang EMR ini telah diaplikasikan pada berbagai penyakit. Data yang disimpan
meliputi data analisa diagnosa laboratorium, hasil konsultasi dan saran, foto
ronsen, ukuran detak jantung, dll. Dengan data ini dokter akan bisa menentukan
obat yang sesuai dengan kondisi pasien tertentu. Lebih jauh lagi, dengan
dibacanya genom manusia, akan memungkinkan untuk mengetahui penyakit genetik
seseorang, sehingga personal care terhadap pasien menjadi lebih akurat.
Sebagai
salah satu contoh, jika kita ingin melihat tentang kanker payudara, kita
tinggal masukan kata-kata “breast cancer” dan setelah searching akan keluar berbagai
jenis kanker payudara. Kalau kita ingin mengetahui lebih detil tetang salah
satu diantaranya, kita tinggal klik dan akan mendapatkan informasi detil
mengenai hal tersebut beserta posisi gen penyebabnya di dalam koromosom. Gambar
3 adalah salah satu hasil searching dari breast cancer.
Bioinformatika
untuk penemuan obat
Usaha
penemuan obat biasanya dilakukan dengan penemuan zat/senyawa yang bisa menekan
perkembangbiakan suatu agent penyebab penyakit. Karena banyak faktor yang bisa
mempengaruhi perkembangbiakan agent tersebut, faktor-faktor itulah yang
dijadikan target. Diantara faktor tersebut adalah enzim-enzim yang diperlukan
untuk perkembangbiakan suatu agent. Langkah pertama yang dilakukan adalah
analisa struktur dan fungsi enzim-enzim tersebut. Kemudian mencari atau
mensintesa zat/senyawa yang bisa menekan fungsi dari enzim-enzim tersebut.
Penemuan
obat yang efektif adalah penemuan senyawa yang berinteraksi dengan asam amino
yang berperan untuk aktivitas (active site) dan untuk kestabilan enzim
tersebut.
Walaupun
dengan sarana Bioinformatika bisa diperkirakan senyawa yang berinteraksi dan
menekan fungsi suatu enzim, hasilnya harus dikonfirmasi melalui eksperiment di
laboratorium. Namun dengan Bioinformatika, semua proses ini bisa dilakukan lebih
cepat sehingga lebih efesien baik dari segi waktu maupun finansial.
3. 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.
4. 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
Komentar
Posting Komentar