PENJELASAN TENTANG BIOINFORMATIKA Fadjar Budiman Ardiansyah fadjar@raharja.info Abstrak 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. Kata Kunci: Biologi, Teknologi, Informasi Pendahuluan Bioinformatika, sesuai dengan asal katanya yaitu bio dan informatika, adalah gabungan antara ilmu biologi dan ilmu teknik informasi (TI). Pada umumnya, Bioinformatika didefenisikan sebagai aplikasi dari alat komputasi dan analisa untuk menangkap dan menginterpretasikan data-data biologi. Ilmu ini merupakan ilmu baru yang yang merangkup berbagai disiplin ilmu termasuk ilmu komputer, matematika dan fisika, biologi, dan ilmu kedokteran, dimana kesemuanya saling menunjang dan saling bermanfaat satu sama lainnya. Pembahasan Dalam mempelajari bioinformatika terdapat tiga elemen, yakni database, analisa, dan prediksi. Elemen database ini meliputi database DNA, protein, dan transkripsi RNA. Kemudian elemen analisa meliputi kesamaan sekuens/urutan DNA (homology
sequence) dan pencarian pola (pattern) pada urutan DNA. Sementara elemen prediksi meliputi prediksi fungsi gen/protein dan prediksi struktur 3D protein. Aplikasi bioinformatika tak lepas dari adanya peningkatan informasi biologi khususnya data sekuens DNA dan protein serta struktur protein. Peningkatan data-data tersebut menjadikan adanya komitmen secara internasional untuk melakukan kolaborasi berupa media penyimpanan data. Beberapa database disimpan oleh: 1. GenBank (NCBI) dari USA 2. EMBL (EBI) dari Eropa 3. DDBJ dari Jepang Informasi yang tersimpan tersebut dapat diakses kapanpun dan dimanapun selagi terhubung oleh jaringan internet. Berbagai macam data sekuens baik DNA maupun protein dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan seperti menentukan primer, analisis gen dan protein, kemiripan DNA interspesies maupun intraspesies, hubungan filogenetik, laju evolusi molekular, dan lain-lainnya. Berikut adalah pemanfaatan bioinformatika dalam berbagai bidang: 1. Microarray 2. DNA Barcoding 3. Genetika Forensik 4. Filogenetika Molekuler 5. Analisis Genom 6. Desain Primer PCR 7. Desain Peta Enzim Resriksi 8. Interaksi Molekul / Molecule docking 9. 3D Modelling
10. Prediksi Jalur Metabolisme 11. Prediksi Interaksi Protein 12. Desain Vaksin 13. Desain Obat 14. Nutrigenomik 15. Farmakogenomik 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 teknikteknik 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 (trialerror 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 proteinprotein 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 nilainilaiisoelektrik 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. Penutup Bioinformatika telah mendorong kemajuan ilmu-ilmu yang memanfaatkannya. Dan tidak berkelebihan kalau perkembangan ilmu biologi umumnya dan ilmu-ilmu turunannya, sangat tergantung kepada perkembangan bioinformatika. Berbagai tool atau software telah dikembangkan untuk analisa gen virus. Berdasarkan analisa gen tersebut kita bisa mengklasifikasikan, menganalisa tingkat mutasi, memprediksi rekombinasi, dan memprediksi bagian antigenik suatu virus. Walaupun hasil yang didapatkan dengan menggunakan tool bioinformatika ini hanya memberikan data-data sebagai bahan pertimbangan, bukan hasil akhir, dengan bioinformatika pekerjaan menjadi cepat karena kita tidak harus melakukan eksperimen secara try and error. Referensi Fatchiyah.lecture.ub.ac.id Himbioui1.tripod.com Generasibiologi.com Guntaraachmad.wordpress.com Komputasi.lipi.go.id
Biografi Nama saya Fadjar Budiman Ardiansyah, saya adalah seorang mahasiswa di perguruan tinggi Raharja Jurusan Sistem Informasi dengan Konsentrasi Sistem Informasi Manajemen. Info lebih lanjut : fadjar@raharja.info