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
Referensi
https://syachfarchanaazulmy.blogspot.com/2020/07/bioninformatika.html
Komentar
Posting Komentar