Tugas Pengantar Bisnis Informatika 2
BIOINFORMATIKA
TENTANG BIOINFORMATIKA
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.
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.
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 teknik sekuensing 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.
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, penyebaran program-program aplikasi bioinformatika
melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengakses program-program tersebut
dan kemudian memudahkan pengembangannya.
Pangkalan Data sekuens biologi dapat berupa pangkalan data
primer untuk menyimpan sekuens primer asam nukleat dan protein, pangkalan data
sekunder untuk menyimpan motif sekuens protein, dan pangkalan data struktur
untuk menyimpan data struktur protein dan asam nukleat.
Pangkalan data utama untuk sekuens asam nukleat saat ini
adalah GenBank (Amerika Serikat), EMBL (the European Molecular Biology
Laboratory, Eropa), dan DDBJ (DNA Data Bank of Japan, Jepang). Ketiga pangkalan
data tersebut bekerja sama dan bertukar data secara harian untuk menjaga
keluasan cakupan masing-masing pangkalan data. Sumber utama data sekuens asam
nukleat adalah submisi (pengumpulan) langsung dari peneliti individual, proyek
sekuensing genom, dan pendaftaran paten. Selain berisi sekuens asam nukleat,
entri dalam pangkalan data sekuens asam nukleat pada umumnya mengandung
informasi tentang jenis asam nukleat (DNA atau RNA), nama organisme sumber asam
nukleat tersebut, dan segala sesuatu yang berkaitan dengan sekuens asam nukleat
tersebut.
Selain asam nukleat, beberapa contoh pangkalan data penting
yang menyimpan sekuens primer protein adalah PIR (Protein Information Resource,
Amerika Serikat), Swiss-Prot (Eropa), dan TrEMBL (Eropa). Ketiga pangkalan data
tersebut telah digabungkan dalam UniProt, yang didanai terutama oleh Amerika Serikat.
Entri dalam UniProt mengandung informasi tentang sekuens protein, nama
organisme sumber protein, pustaka yang berkaitan, dan komentar yang pada
umumnya berisi penjelasan mengenai fungsi protein tersebut.
Perangkat bioinformatika yang berkaitan erat dengan
penggunaan pangkalan data sekuens Biologi ialah BLAST (Basic Local Alignment
Search Tool). Penelusuran BLAST (BLAST search) pada pangkalan data sekuens
memungkinkan ilmuwan untuk mencari sekuens baik asam nukleat maupun protein
yang mirip dengan sekuens tertentu yang dimilikinya. Hal ini berguna misalnya
untuk menemukan gen sejenis pada beberapa organisme atau untuk memeriksa
keabsahan hasil sekuensing atau untuk memeriksa fungsi gen hasil sekuensing. Algoritma
yang mendasari kerja BLAST adalah penyejajaran sekuens.
PDB (Protein Data Bank, Bank Data Protein) ialah pangkalan
data tunggal yang menyimpan model struktur tiga dimensi protein dan asam
nukleat hasil penentuan eksperimental (dengan kristalografi sinar-X,
spektroskopi NMR, dan mikroskopi elektron). PDB menyimpan data struktur sebagai
koordinat tiga dimensi yang menggambarkan posisi atom-atom dalam protein atau
pun asam nukleat.
CONTOH PENGGUNAAN BIOINFORMATIKA :
1. Bioinformatika Dalam Bidang
Klinis
Bioinformatika dalam bidang klinis sring juga disebut
sebagai informatika klinis (clinical informatics). Aplikasi dari informatika
klinis ini 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
telah diaplikasikan pada berbagai macam penyakit seperti data analisa diagnosa
laboratorium, hasil konsultasi dan saran, foto rontgen, ukuran detak jantung,
dll.
2. Bioinformatika Untuk
Identifikasi Agent Penyakit Baru
Bioinformatika juga menyediakan tool yang sangat penting
untuk identifikasi agent penyakit yang belum dikenal penyebabnya. Misalnya saja
seperti SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) yang dulu pernah berkembang.
3. Bioinformatika Untuk
Diagnose Penyakit Baru
Untuk menangani penyakit baru diperlukan diagnosa yang
akurat sehingga dapat dibedakan dengan penyakit lain. Diagnosa yang akurat ini
sangat diperlukan untuk pemberian obat dan perawatan yang tepat bagi pasien.
Ada beberapa cara untuk mendiagnosa suatu penyakit, antara
lain: isolasi agent penyebab penyakit tersebut dan analisa morfologinya,
deteksi antibodi yang dihasilkan dari infeksi dengan teknik enzyme-linked
immunosorbent assay (ELISA), dan deteksi gen dari agent pembawa penyakit
tersebut dengan Polymerase Chain Reaction (PCR).
4. Bioinformatika Untuk
Penemuan Obat
Cara untuk menemukan obat biasanya dilakukan dengan
menemukan zat/senyawa yang dapat menekan perkembangbiakan suatu agent penyebab
penyakit. Karena perkembangbiakan agent tersebut dipengaruhi oleh banyak
faktor, maka faktor-faktor inilah yang dijadikan target. Diantaranya adalah
enzim-enzim yang diperlukan untuk perkembangbiakan suatu agent.
SUMBER:
Komentar
Posting Komentar