2. Bidang-bidang apa saja yang terkait dengan Bioinformatika.
Jawaban:
1. Istilah Bioinformatika ini berasal dari bahasa Inggris yaitu bioinformatics, yang artinya ilmu yang mempelajari tentang penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis (kalau kata wikipedia ^^). Akan tetapi kalau saya boleh sederhanakan menggunakan kata-kata sendiri, bioinformatika adalah segala bentuk penggunaan komputer dalam menangani masalah-masalah biologi. Dalam prakteknya, definisi yang digunakan oleh kebanyakan orang adalah satu sinonim dari komputasi biologi molekul (penggunaan komputer dalam menandai karakterisasi dari komponen-komponen molekul dari makhluk hidup). Sedangkan menurut Fredj Tekaia dari Institut Pasteur [TEKAIA 2004], Bioinformatika (Klasik) adalah “metode matematika, statistik dan komputasi yang bertujuan untuk menyelesaikan masalah-masalah biologi dengan menggunakan sekuen DNA dan asam amino dan informasi-informasi yang terkait dengannya”.
Jadi, Bioinformatika ini merupakan ilmu terapan yang lahir dari perkembangan teknologi informasi dibidang molekular. Pembahasan dibidang bioinformatika 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).
Sejarah Bioinformatika
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 awal 1950an) 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.
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.
Ledakan data/informasi biologi itu yang mendorong lahirnya Bioinformatika. Karena Bioinformatika adalah bidang yang relatif baru, masih banyak kesalahpahaman mengenai definisinya. Komputer sudah lama digunakan untuk menganalisa data biologi, misalnya terhadap data-data kristalografi sinar X dan NMR (Nuclear Magnetic Resonance) dalam melakukan penghitungan transformasi Fourier, dsb. Bidang ini disebut sebagai Biologi Komputasi. Bioinformatika muncul atas desakan kebutuhan untuk mengumpulkan, menyimpan dan menganalisa data-data biologis dari database DNA, RNAmaupun protein tadi. Untuk mewadahinya beberapa jurnal baru bermunculan (misalnya Applied Bioinformatics), atau berubah nama seperti Computer Applications in the Biosciences (CABIOS) menjadi BIOInformatic yang menjadi official journal dari International Society for Computational Biology (ICSB) (nama himpunan tidak ikut berubah). Beberapa topik utama dalam Bioinformatika dijelaskan di bawah ini.
Keberadaan database adalah syarat utama dalam analisa Bioinformatika. Database informasi dasar telah tersedia saat ini. Untuk database DNA yang utama adalah GenBank di AS. Sementara itu bagi protein, databasenya dapat ditemukan di Swiss-Prot (Swiss) untuk sekuen asam aminonya dan di Protein Data Bank (PDB) (AS) untuk struktur 3D-nya. Data yang berada dalam database itu hanya kumpulan/arsip data yang biasanya dikoleksi secara sukarela oleh para peneliti, namun saat ini banyak jurnal atau lembaga pemberi dana penelitian mewajibkan penyimpanan dalam database. Trend yang ada dalam pembuatan database saat ini adalah isinya yang makin spesialis.
Setelah informasi terkumpul dalam database, langkah berikutnya adalah menganalisa data. Pencarian database umumnya berdasar hasil alignment/pensejajaran sekuen, baik sekuen DNA maupun protein. Metode ini digunakan berdasar kenyataan bahwa sekuen DNA/protein bisa berbeda sedikit tetapi memiliki fungsi yang sama. Misalnya protein hemoglobin dari manusia hanya sedikit berbeda dengan yang berasal dari ikan paus. Kegunaan dari pencarian ini adalah ketika mendapatkan suatu sekuen DNA/protein yang belum diketahui fungsinya maka dengan membandingkannya dengan yang ada dalam database bisa diperkirakan fungsi daripadanya. Algoritma untuk pattern recognition seperti Neural Network, Genetic Algorithm dll telah dipakai dengan sukses untuk pencarian database ini. Salah satu perangkat lunak pencari database yang paling berhasil dan bisa dikatakan menjadi standar sekarang adalah BLAST (Basic Local Alignment Search Tool).
Bioinformatika di Indonesia
Di Indonesia Bioinformatika masih belum dikenal oleh masyarakat luas. Di kalangan peneliti sendiri, mungkin hanya para peneliti biologi molekuler yang sedikit banyak mengikuti perkembangannya karena keharusan menggunakan perangkat-perangkat Bioinformatika untuk analisa data. Sementara itu di kalangan TI masih kurang mendapat perhatian.
Saat ini mata ajaran bioinformatika maupun mata ajaran dengan muatan bioinformatika sudah diajarkan di beberapa perguruan tinggi di Indonesia. Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati (http://www.sith.itb.ac.id) ITB menawarkan mata kuliah "Pengantar Bioinformatika" untuk program Sarjana dan mata kuliah "Bioinformatika" untuk program Pascasarjana. Fakultas Teknobiologi Universitas Atma Jaya, Jakarta menawarkan mata kuliah "Pengantar Bioinformatika". Mata kuliah "Bioinformatika" diajarkan pada Program Pascasarjana Kimia Fakultas MIPA Universitas Indonesia (UI), Jakarta. Mata kuliah "Proteomik dan Bioinformatika" termasuk dalam kurikulum program S3 bioteknologi Universitas Gadjah Mada (UGM), Yogyakarta. Materi bioinformatika termasuk di dalam silabus beberapa mata kuliah untuk program sarjana maupun pascasarjana biokimia,biologi, dan bioteknologi pada Institut Pertanian Bogor (IPB). Selain itu, riset-riset yang mengarah pada bioinformatika juga telah dilaksanakan oleh mahasiswa program S1 Ilmu Komputer maupun program pascasarjana biologi serta bioteknologi IPB.
2. Dari pengertian Bioinformatika yang telah dijelaskan, kita dapat menemukan banyak terdapat banyak cabang-cabang disiplin ilmu yang terkait dengan Bioinformatika, terutama karena bioinformatika itu sendiri merupakan suatu bidang interdisipliner. Hal tersebut menimbulkan banyak pilihan bagi orang yang ingin mendalami Bioinformatika.
Biophysics
Adalah sebuah bidang interdisipliner yang
mengalikasikan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur
dan fungsi biologi (British Biophysical Society). Disiplin ilmu
ini terkait dengan Bioinformatika karena penggunaan teknik-teknik dari
ilmu Fisika untuk memahami struktur membutuhkan penggunaan TI.
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.
Medical Informatics
Menurut Aamir Zakaria [ZAKARIA2004]
Pengertian dari 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.” 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”.
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). Kemungkinan
penggunaan TI untuk merencanakan secara cerdas dan dengan
mengotomatiskan proses-proses yang terkait dengan sintesis kimiawi dari
komponenkomponen pengobatan merupakan suatu prospek yang sangat menarik
bagi ahli kimia dan ahli biokimia.
Genomics adalah bidang ilmu yang ada
sebelum selesainya sekuen genom, kecuali dalam bentuk yang paling
kasar. Genomics adalah setiap usaha untukmenganalisa 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 yang
representatif.
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.
Menurut Alex Kasman [KASMAN2004] Secara
umum mathematical biology melingkupi semua ketertarikan teoritis
yang tidak perlu merupakan sesuatu yang beralgoritma, dan tidak perlu
dalam bentuk molekul, dan tidak perlu berguna dalam menganalisis data
yang terkumpul.
Proteomics
Istilah proteomics pertama kali digunakan
untuk menggambarkan himpunan dari protein-protein yang tersusun (encoded)
oleh genom. Michael J. Dunn [DUNN2004], mendefiniskan kata “proteome”
sebagai: “The PROTEin complement of the genOME“. Dan
mendefinisikan 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”.
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).
Istilah pharmacogenomics digunakan
lebih untuk urusan yang lebih “trivial” — tetapi dapat diargumentasikan
lebih berguna– dari aplikasi pendekatan Bioinformatika pada
pengkatalogan dan pemrosesan informasi yang berkaitan dengan ilmu
Farmasi dan Genetika, untuk contohnya adalah pengumpulan informasi
pasien dalam database.
Pharmacogenetics
Pharmacogenetics adalah bagian dari pharmacogenomics yang
menggunakan metode genomik/Bioinformatika untuk mengidentifikasi
hubungan-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.
Gambaran dari sebagian bidang-bidang yang
terkait dengan Bioinformatika di atas memperlihatkan bahwa
Bioinformatika mempunyai ruang lingkup yang sangat luas dan mempunyai
peran yang sangat besar dalam bidangnya. Bahkan pada bidang pelayanan
kesehatan Bioinformatika menimbulkan disiplin ilmu baru yang menyebabkan
peningkatan pelayanan kesehatan.
Sumber:
http://bioinformatika-q.blogspot.com/
http://ianspace.wordpress.com/2011/05/01/bioinformatika/
http://nindyastuti52.wordpress.com/2011/04/23/bioinformatika/
http://zaharaonly.blogspot.com/2011/04/sekilas-tentang-bioinformatika.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar