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.
Bagaimana sejarah dari Bioinformatika??
Ilmu bioinformatika lahir atas insiatif para
ahli ilmu komputer berdasarkan artificial intelligence. Mereka berpikir
bahwa semua gejala yang ada di alam ini bisa diuat secara artificial melalui
simulasi dari gejala-gejala tersebut. Untuk mewujudkan hal ini diperlukan
data-data yang yang menjadi kunci penentu tindak-tanduk gejala alam tersebut,
yaitu gen yang meliputi DNA atau RNA. Bioinformatika ini penting untuk
manajemen data-data dari dunia biologi dan kedokteran modern.
Perangkat utama Bioinformatika adalah program
software dan didukung oleh kesediaan internet. 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. Kemajuan ilmu Bioinformatika ini lebih didesak
lagi oleh genome project yang dilaksanakan di seluruh dunia dan
menghasilkan tumpukan informasi gen dari berbagai makhluk hidup, mulai dari
makhluk hidup tingkat rendah sampai makhluk hidup tingkat tinggi. Pada tahun
2001, genom manusia yang terdiri dari 2.91 juta bp (base-pare, pasangan basa)
telah selesai dibaca [2]. Baru-baru ini genom mikroba Plasmodium penyebab
Malaria dan nyamuk Anopheles yang menjadi vektor mikroba tersebut juga
telah berhasil dibaca [3-4]. Dan masih banyak lagi gen-gen dari makhluk hidup
lainnya yang sudah dan sedang dibaca. Semua data-data yang dihasilkan dari genome
project ini perlu di susun dan disimpan rapi sehingga bisa digunakan untuk
berbagai keperluan, baik keperluan penelitian maupun keperluan di bidang medis.
Dalam hal ini peranan Bioinformatika merupakan hal yang esensial.
Dengan Bioinformatika, data-data ini bisa
disimpan dengan teratur dalam waktu yang singkat dan tingkat akurasi yang
tinggi serta sekaligus dianalisa dengan program-program yang dibuat untuk
tujuan tertentu. Sebaliknya Bioinformatika juga mempercepat penyelesaian genome
project ini karena Bioinformatika mensuplay program-program yang diperlukan
untuk proses pembacaan genom ini.
Contoh-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.
Cabang-cabang ilmu bioinformatika
Beberapa bidang yang terkait dengan
Bioinformatika antara lain:
1.
Biophysics
Biophysics adalah sebuah
bidang interdisipliner yang mengaplikasikan teknik-teknik dari ilmu Fisika
untuk memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical Society).
2.
Computational
Biology
Computational
biology merupakan bagian dari Bioinformatika 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.
3.
Medical
Informatics
Medical
informatics adalah sebuah disiplin ilmu yang baru yang didefinisikan sebagai
pembelajaran, penemuan dan implementasi dari struktur dan algoritma untuk
meningkatkan komunikasi, pengertian dan manajemen informasi medis.
4.
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).
5.
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.
6.
Mathematical
Biology
Mathematical
biology menangani masalah-masalah biologi, namun metode yang digunakan
untuk menangani masalah tersebut tidak perlu secara numerik dan tidak perlu
diimplementasikan dalam software maupun hardware.
7.
Proteomics
Proteomics berkaitan dengan
studi kuantitatif dan kualitatif dari ekspresi gen di level dari
protein-protein fungsional itu sendiri. Yaitu: “sebuah antarmuka antara
biokimia protein dengan biologi molekul”.
8.
Pharmacogenomics
Pharmacogenomics adalah aplikasi
dari pendekatan genomik dan teknologi pada identifikasi dari target-target
obat.
9.
Pharmacogenetics
Pharmacogenetics adalah bagian
dari pharmacogenomics yang menggunakan metode genomik atau Bioinformatika
untuk mengidentifikasi hubungan-hubungan genomik.
Sumber :
