PENDAHULUAN
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.
TEORI
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.
ANALISA
DAN KESIMPULAN
Analisa pada Bioinformatika diantaranya adalah Ekspresi gen. Ekspresi
gen dapat ditentukan dengan mengukur kadar mRNA dengan berbagai macam teknik
(misalnya dengan microarray ataupun Serial Analysis of Gene
Expression ["Analisis Serial Ekspresi Gen", SAGE]). Teknik-teknik
tersebut umumnya diterapkan pada analisis ekspresi gen skala besar yang
mengukur ekspresi banyak gen (bahkan genom) dan menghasilkan data skala besar.
Metode-metode penggalian data (data mining) diterapkan pada data
tersebut untuk memperoleh pola-pola informatif. Sebagai contoh, metode-metode
komparasi digunakan untuk membandingkan ekspresi di antara gen-gen, sementara
metode-metode klastering (clustering) digunakan untuk mempartisi data
tersebut berdasarkan kesamaan ekspresi gen.
Dengan
Bioinformatika, data-data yang dihasilkan dari proyek genom dapat disimpan
dengan teratur dalam waktu yang singkat dengan tingkat ketepatan yang tinggi
serta sekaligus dianalisa dengan program-program yang dibuat untuk tujuan
tertentu. Dalam dunia kedokteran, keberhasilan proyek genom ini membuka
kemungkinan luas untuk menangani berbagai penyakit genetik serta memprediksi
resiko terkena penyakit genetic itu sendiri. Juga dapat digunakan untuk
mengetahui respon tubuh terhadap obat sehingga keefektivitasan pengobatan dapat
ditingkatkan. Karena Bioinformatika merupakan suatu bidang interdisipliner,
maka Bioinformatika harus didukung oleh disiplin ilmu lain untuk dapat saling
menunjang sehingga bermanfaat untuk kepentingan manusia. Bidang yang terkait
dengan Bioinformatika diantaranya adalah Biophysics, Computational
Biology,Medical In.
REFERENSI
http://id.wikipedia.org/wiki/Bioinformatika
http://bioinformatika-q.blogspot.com/
http://indraaris.blogspot.com/2014/05/kesimpulan-dari-bioinformatika.html