Apa itu Bioinformatika ?
Bioinformatika
adalah salah satu cabang baru ilmu biologi yang merupakan perpaduan antara
biologi dan teknologi informasi. Menurut Durso (1997) bioinformatika adalah
manajemen dan analisis informasi biologis yang disimpan dalam database.
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 DNA dan asam amino.
Contoh topik utama bidang ini meliputi pangkalan datauntuk mengelola informasi
hayati, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk
meramalkan. Ilmu ini mengajarkan aplikasi, analisis, dan mengorganisir miliaran
bit informasi genetik dalam sel mahluk hidup. Studi bioinformatika terutama
didukung uleh studi genomik, biologi komputasi, dan teknologi komputer. Menurut
Roderick (lihat Hieter & Boguski, 1997), genomik adalah studi yang
berhubungan dengan pemetaan, sekuen, dan analisis genom. Walaupun belum jelas,
secara umum Genomik bisa diartikan sebagai penggunaan informasi genom secara
sistematis, dengan data eksperimental baru untuk menjawab permasalahan
biologis, medis, maupun industri (Jordan, 1999).
Bioinformatika
sendiri mencakup kajian yang lebih mendalam dari genomik. Dalam studi
bioinformatika digunakan komputer yang mampu menyimpan data dalam jumlah yang
sangat banyak dan didukung berbagai macam software untuk menganalisis jutaan
data yang berasal dari mahluk hidup. 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.
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 :
