Bioinformatika
Bioinformatika
berasal dari bahasa yaitu “bioinformatics” yang artinya ( 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.
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.
Istilah
bioinformatics awal dikemukakan di era 1980-an untuk mengolah data analisis
biologi dengan menggunakan computer. Bioinformatika sering diterapkan dalam
bidang – bidang sekuen DNA, pembuatan basis data pada tahun 1960-an. Paulien
Hogeweg merupakan tokoh yang menciptakan istilah bioinformatika pada tahun
1970. Komputer menjadi penting dalam ilmu biologi molekuler seiring penemuan
urutan insulin di awal tahun 1950an oleh Frederick Sanger. Pelopor
Bioinformatika di lapangan adalah Margaret Oakley Daydoff, yang dipuji oleh
David Lipman (National Center for Biotechnology Information). Daydof berhasil
menyusun salah satu database urutan protein pertama. Pelopor lain, Elvin A
Kabat, berhasil memelopori analisis urutan biologis pada tahun 1970.
Bioinformatika
merupakan penerapan kecanggihan teknologi computer pada ilmu biologi. Selain
pada ilmu biologi, bioinformatika juga berpengaruh atau terkait pada cabang –
cabang ilmu lain, terutama ilmu – ilmu yang terkait dengan dunia SAINS.
Beberapa ilmu yang terkait adalah biophysics (biofisika), Computational
Biology, Medical Informatics, Cheminformatics, Mathematical Biology,
Proteomics, dan Pharmacogenomics, yang akan dibahas satu persatu dibawah ini,
antara lain :
1. Biophysics
Biofisika
merupakan cabang ilmu yang menerapkan beberapa ilmu atau teknik fisika untuk
menerapakan ilmu biologi. Bioinformatika juga tercipta berdasarkan analisis dan teknik yang ada di
ilmu fisika. Maka dari itu ilmu fisika juga diperlukan dalam biologi, termasuk
pada bioinformatika.
2. Computational
Biology
Komputasi
biologi ini hubungannya dengan ilmu bioinformatika dekat, karena computasi
biologi ini lebih dekat dengan biologi umum klasik. Computational biology
diantara memfokuskan pada populasi, biologi teorotis, dan gerak evolusi, dari
pada dalam biomedis dalam biologi molekuler dan biologi sel. Biologi molekuler
penting dalam computational biology. Diartikan bahwa data – data yang disajikan
lebih pada gaya statistika dari pada model yang sebenarnya. Tidak semua nya
pada computasi biologi merupakan biologi, namun computasi lebih condong pada
ilmu matematika
3. Medical
Informatics
Bidang
medis memerlukan ilmu dan penerapannya bioinformatika. Pengguannkan pada
medical inforamatics, diterapakan seperti analisis atau deagnosa suatu
penyakit. Memprediksi berapa tingkat kecepatan pertumbuhan penyakit. Informasi
medis juga dikodekan atau ditampilkan dalam bentuk algoritma. Dengan demikian
maka akan membantu dan memudahkan ilmu medis dalam perkembangan dan kemajuan
bidang ilmu medis. Biologi memegang peranan yang besar dan keterkaitannya besar
dengan ilmu medis.
4. Cheminformatics
Cheminformatics
adalah bidang dalam kimia, yang juga menggunakan cara dalam biologi, sedangkan
cara dalam kimia seperti kombinasi dari sintesis kimia. Pada intinya digunakan
dalam penemuan dan pembuatan obat. penemuan obat – obat ini dapat membawa
manfaat manusia. seperti peneman obat penisilin yang dapat menggambarkan
bagaimana cara untuk menemukan dan mengembangkan obat – obatan hingga sekarang.
Keberhasilan 7 dalam penemuan ini pun didasakan atas usaha dan waktu yang lama.
Dibutuhkan tahap – tahap penting dan ketelitian hingga berhasil pembuatan obat.
Keadaan yang lambat salah satu factor penghambat dalam pembuatan obat, namun
ketersediaan obat dibutuhkan, maka diterapkanlah IT untuk membantu proses
pengerjaan pembuatan obat – obatan. Yaitu dengan mengotomatiskan proses –
proses yang terkait dengan sintesis kimiawi yang dilakukan oleh ahli kimia,
maupun para ahli biokimia. Kecepatan pengerjaan dalam sintesis obat seperti
inilah yang menjadi target dari Cheminformatics. Beberapa bidang yang dikaji
dalam Cheminformatics antara lain : Visualisation Tools, Synthesis Planning,
Reaction and Structure Retrieval, 3-D,Structure Retrieval, Modelling,
Computational Chemistry, and Utilities.
5. Mathematical
Biology
Mathematical
Biology merupakan penerapan bidang ilmu biologi di matematika. Pada matematika
biologi sering menggunakan ilmu biologi yang di analisis secara matematika,
baik mengggunakan algoritma, menggunakan statistic, menggunakan grafik, yang
tujuannya adalah untuk mempermudah pembacaan data. Mathematical Biology sering
digunakan untuk aplikasi software. Dengan Mathematical Biology, sebagai missal
menggunakan software dengan analisis matematika dan diterapkannya pada biologi.
Missal seperti pembuatan software klasifikasi tumbuhan ataupun klasifikasi
hewan pada taksonomi tumbuhan dan taksonomi hewan. Dengan menggunakan prinsip
matematika yaitu teori permutasi.
6. Proteomics
Merupakan
studi biologi yang lebih mendalami pada struktur dan fungsi dari protein.
Protein merupakan senyawa organic yang penting untuk metabolisme sel. Protein
memiliki peranan penting, dan dapat dikatakan senyawa terbanyak yang dibutuhkan
oleh makluk hidup. Misalnya protein yang berupa asam nukleat sebagai bahan
pennyusun DNA, DNA merupakan materi genetic pada suatu makluk hidup.
Penerapannya adalah dengan cara mengguankan teknologi untuk menganalisisnya.
Sehingga didapatkan hasil yang akurat, cepat, dan maksimal dalam analisisnya.
Diamping itu pula dikarenakan pengerjaan secara manual akan memakan waktu yang
lama. Dan membutuhkan teknologi yang tinggi dalam pengerjaannya. Namun dengan
adanya teknologi maka akan mempermudah dalam pengerjaannya. Berhubungan dengan
bioinformatika dikarenakan protein merupakan bagian dari studi biologi dan
teknologi yang digunakan menerapkan prinsip teknologi informasi. Dua studi
biologi dan teknologi informasi merupakan pengertian dari Bioinformatika.
7. Pharmacogenomics
Pharmacogenomics
merupakan bidang studi yang menganalisis bagaimana respon atau efek obat –
obatan terhadap seseorang. Pharmacogenomics merupakan kombinasi dari bidang
ilmu farmakologi dan genomic. Ini semua juga diguakan teknik sekuen DNA dan
sejuen DNA sendiri digunakan untuk analisis DNA.
Salah satu penerapan dari
bioinformatika yaitu:
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.
Karena
itu analisa struktur dan fungsi enzim ini biasanya difokuskan pada analisa asam
amino yang berperan untuk aktivitas (active site) dan untuk kestabilan enzim
tersebut. Analisa ini dilakukan dengan cara mengganti asam amino tertentu dan
menguji efeknya. Sebelum perkembangan bioinformatika, analisa penggantian asam
amino ini dilakukan secara random sehingga memakan waktu yang lama. Dengan
adanya Bioinformatika, data-data protein yang sudah dianalisa bebas diakses
oleh siapapun, baik data sekuen asam amino-nya seperti yang ada di SWISS-PROT
(http://www.ebi.ac.uk/swissprot/) maupun struktur 3D-nya yang tersedia di
Protein Data Bank (PDB) (http://www.rcsb.org/pdb/). Dengan database yang tersedia
ini, enzim yang baru ditemukan bisa dibandingkan sekuen asam amino-nya,
sehingga bisa diperkirakan asam amino yang berperan untuk active site dan
kestabilan enzim tersebut. Hasil perkiraan kemudian diuji di laboratorium.
Dengan demikian, akan lebih menghemat waktu dari pada analisa secara random.
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.
Source
:
Komentar
Posting Komentar