Bioinformatika adalah suatu ilmu yang
mempelajari penerapan teknik komputasional untuk menganalisis informasi
biologis yang disimpan dalam suatu database. Penerapan dibidang bioinformatika
mencakup beberapa metode antara lain matematika, statistika dan informatika
untuk membantu memecahkan masalah biologis terutama yang berkaitan dengan
penggunaan sekuens DNA dan asam amino.
Istilah bioinformatika pertama kali
dikemukakan pada pertengahan tahun 1980-an untuk mengacu pada penerapan ilmu
komputer dalam biologi. Meskipun demikian, penerapan bidang-bidang dalam
bioinformatika sudah dilakukan sejak tahun 1960-an dengan menggunakan komputer
untuk penyimpanan data dengan jumlah data yang sangat banyak.
Kemajuan teknik biomolekular dalam
mengungkap teknik sekuens DNA dari protein (sejak awal 1950-an) dan asam
nukleat (sejak 1960-an) mengawali perkembangan basis data dan teknik analisis
sekuens biologis. Penemuan teknik sekuensing DNA pada pertengahan 1970-an
menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang telah diungkapkan
pada tahun 1980-an dan 1990-an. Hal inilah yang menjadi jalan pembuka
bagi proyek-proyek pengungkapan genom, meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan
dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya bioinformatika.
Perkembangan Internet yang semakin pesat
juga mendukung berkembangnya bioinformatika. Basis data bioinformatika yang
terhubung melalui Internet memudahkan para ilmuwan untuk mengumpulkan hasil
sekuensing ke dalam basis data tersebut maupun memperoleh sekuens biologis
sebagai bahan analisis.
Berikut ini adalah bidang-bidang yang
terkait dengan penerapan Bio-Informatika :
- Biophysics
Biologi molekul merupakan pengembangan
yang lahir dari biophysics. Biophysics adalah sebuah bidang interdisipliner
yang mengaplikasikan teknik- teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur
dan fungsi biologi (British Biophysical Society).
- Cheminformatics
Cheminformatics adalah kombinasi dari
sintesis kimia, penyaringan biologis, dan pendekatan data-mining yang digunakan
untuk penemuan dan pengembangan obat (Cambridge Healthech Institute’s Sixth
Annual Cheminformatics conference). Ruang lingkup akademis 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.
- 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.
- Genomics
Genomics adalah bidang ilmu yang
menganalisa atau membandingkan seluruh komplemen genetik dari satu spesies atau
lebih.
- Mathematical
Biology
Mathematical biology lebih mudah dibedakan
dengan Bioinformatika daripada computational biology dengan Bioinformatika.
Mathematical biology juga menangani masalah-masalah biologi, namun metode yang
digunakan untuk menangani masalah tersebut tidak perlu secara numerik dan tidak
perlu diimplementasikan dalam software maupun hardware.
- 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
ekspresi gen di dalam baik patogen maupun induk selama terjadinya infeksi, atau
maupun dengan memeriksa karakteristik pola-pola ekspresi yang ditemukan dalam
tumor atau contoh dari pasien untuk kepentingan diagnosa (kemungkinan untuk
mengejar target potensial terapi kanker).
- 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 proteinprotein dan kompleks-kompleks
orde tingkat tinggi dari protein, dan mengenai masalah tersebut hampir semua
pasca genom.
Manfaat
Bioinformatika :
a. 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 [5]. 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.
b. Bioinformatika
dalam bidang Virologi
Khusus di
bidang Virologi (ilmu virus), kemajuan bioinformatika telah berperan dalam
mempercepat kemajuan ilmu ini. Sebelum kemajuan bioinformatika, untuk
mengklasifikasikan virus kita harus melihat morfologinya terlebih dahulu. Untuk
melihat morfologi virus dengan akurat, biasanya digunakan mikroskop elektron
yang harganya sangat mahal sehingga tidak bisa dimiliki oleh semua
laboratorium. Selain itu, kita harus bisa mengisolasi dan mendapatkan virus itu
sendiri.
c. 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 Mula mula yang harus
dilakukan adalah analisa struktur dan fungsi
enzim-enzim tersebut.
Kemudian
mencari atau mensintesa zat/senyawa yang dapat menekan
fungsi dari enzim-enzim tersebut.
d. Bioinformatika
Untuk Identifikasi Agent Penyakit Baru
Bioinformatika
juga menyediakan tool yang sangat
penting untuk identifikasi agent penyakit yang
belum dikenal penyebabnya. Banyak sekali penyakit baru yang muncul dalam dekade
ini, dan diantaranya yang masih hangat adalah SARS (Severe Acute Respiratory
Syndrome).
e. Bioinformatika
Untuk Identifikasi Agent Penyakit Baru
Bioteknologi
telah diterapkan secara luas dalam bidang pertanian, antara lain yaitu:
- Pupuk Hayati
(biofertiliser) yaitu suatu bahan yang berasal dari jasad hidup, khususnya
mikrobia yang digunakan untuk meningkatkan kuantitas dan kualitas produksi
tanaman.
- Kultur in vitro, yaitu
pembiakan tanaman dengan menggunakan bagian tanaman yang ditumbuhkan pada
media bernutrisi dalam kondisi aseptik.
- Kultur in vitro
memungkinkan perbanyakan tanaman secara massal dalam waktu yang singkat.
- Teknologi DNA
Rekombinaan, pengembangan tanaman transgenik, misalnya galur tanaman
transgenik yang membawa gen cry dari Bacillus thuringiensis untuk
pengendalian hama.
Referensi :