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. 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.
Sekuensing
DNA satu organisme, misalnya suatu virus memiliki kurang lebih 5.000 nukleotida
atau molekul DNA atau sekitar 11 gen, yang telah berhasil dibaca secara
menyeluruh pada tahun 1977. Kemudia Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3
milyar nukleotida yang menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3
tahun, walaupun semua ini belum terlalu lengkap. Saat ini terdapat milyaran
data nukleotida yang tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan
tahun 1982.
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 struktur protein atau pun struktur sekunder RNA, analisis
filogenetik, dan analisis ekspresigen.
Bioinformatika
pertamakali 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.
Kemajuan
teknik biologi molekuler dalam mengungkap sekuens biologi protein (sejak
awal1950an) dan asam nukleat (sejak 1960an) mengawali perkembangan pangkalan
data dan teknik analisis sekuens biologi. Pangkalan data sekuens protein mulai
dikembangkan pada tahun 1960an di Amerika Serikat, sementara pangkalan data
sekuens DNA dikembangkan pada akhir 1970an di Amerika Serikat dan Jerman pada
Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (European Molecular Biology Laboratory).
Penemuan
teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970an menjadi landasan
terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang dapat diungkapkan pada 1980an dan
1990an. Hal ini menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek
pengungkapan genom, yang meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis
sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya bioinformatika.
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), namaorganisme 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), danTrEMBL (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 sekuensingatau 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 (dengankristalografi 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.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. 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.Sekuensing DNA satu organisme, misalnya suatu
virus memiliki kurang lebih 5.000 nukleotida atau molekul DNA atau sekitar 11
gen, yang telah berhasil dibaca secara menyeluruh pada tahun 1977. Kemudia
Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3 milyar nukleotida yang menyusun
100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3 tahun, walaupun semua ini belum
terlalu lengkap. Saat ini terdapat milyaran data nukleotida yang tersimpan
dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan tahun 1982.
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 struktur protein atau pun struktur sekunder RNA, analisis
filogenetik, dan analisis ekspresigen.
Bioinformatika
pertamakali 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.
Kemajuan
teknik biologi molekuler dalam mengungkap sekuens biologi protein (sejak
awal1950an) dan asam nukleat (sejak 1960an) mengawali perkembangan pangkalan
data dan teknik analisis sekuens biologi. Pangkalan data sekuens protein mulai
dikembangkan pada tahun 1960an di Amerika Serikat, sementara pangkalan data
sekuens DNA dikembangkan pada akhir 1970an di Amerika Serikat dan Jerman pada
Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (European Molecular Biology Laboratory).
Penemuan
teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970an menjadi landasan
terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang dapat diungkapkan pada 1980an dan
1990an. Hal ini menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek
pengungkapan genom, yang meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis
sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya bioinformatika.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), namaorganisme 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), danTrEMBL (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 sekuensingatau 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 (dengankristalografi 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.
Bioinformatika
dalam Dunia Kedokteran
1.
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.
2.
Bioinformatika untuk identifikasi agent penyakit baru
Bioinformatika
juga menyediakan tool yang esensial untuk identifikasi agent penyakit yang
belum dikenal penyebabnya. Banyak sekali contoh-contoh penyakit baru (emerging
diseases) yang muncul dalam dekade ini, dan diantaranya yang masih hangat di
telinga kita tentu saja SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome)
3.
Bioinformatika untuk diagnosa penyakit baru
Untuk
penyakit baru diperlukan diagnosa yang akurat sehingga bisa dibedakan dengan
penyakit lain.Diagnosa yang akurat ini sangat diperlukan untuk penanganan
pasien seperti pemberian obat dan perawatan yang tepat. Jika pasien terinfeksi
virus influenza dengan panas tinggi, hanya akan sembuh jika diberi obat yang
cocok untuk infeksi virus influenza. Sebaliknya, tidak akan sembuh kalau diberi
obat untuk malaria. Karena itu, diagnosa yang tepat untuk suatu penyakit sangat
diperlukan.
4.
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 yangefektif adalah penemuan senyawa yang berinteraksi dengan asam
amino yang berperan untuk aktivitas (active site) dan untuk kestabilan enzim
tersebut.
sumber
http://bioinformatika-q.blogspot.com/
http://andri102.wordpress.com/bioinformatika/