BIOINFORMATIKA
Bioinformatika
adalah suatu ilmu yang mempelajari penerapan teknik komputasi untuk diterapkan
dalam pengelolaan dan analisis biologis. Bidang ini mencakup penerapan dalam
ilmu matematika, statistika dan informatika untuk memecahkan masalah biologis,
terutama dalam hal DNA dan asam amino serta informasi yang terkait dengan kedua
hal itu.
Sejarah
Bioinformatika
dikemukakan pada tahun 1980-an, dimana pada masa itu komputer mulai digunakan
dalam analisis yang bersifat biologis, tetapi, bioinformatika sudah diterapkan
sejak tahun 1960-an. Bioinformatika pertama digunakan untuk mengungkap sekuens
biologis pada protein.
Kemajuan
teknik biologi molekular dalam mengungkap sekuens biologis dari protein (sejak
awal 1950-an) dan asam nukleat (sejak 1960-an) mengawali perkembangan basis
data dan teknik analisis sekuens biologis. Basis data sekuens protein mulai
dikembangkan pada tahun 1960-an di Amerika Serikat, sementara basis data
sekuens DNA dikembangkan pada akhir 1970-an di Amerika Serikat dan Jerman.
Penemuan teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970-an
menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang berhasil
diungkapkan pada 1980-an dan 1990-an, menjadi salah satu pembuka jalan bagi
proyek-proyek pengungkapan genom, meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan
analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya bioinformatika.
Perkembangan
Internet juga mendukung berkembangnya bioinformatika. Basis data bioinformatika
yang terhubung melalui Internet memudahkan ilmuwan mengumpulkan hasil
sekuensing ke dalam basis data tersebut maupun memperoleh sekuens biologis
sebagai bahan analisis. Selain itu, penyebaran program-program aplikasi
bioinformatika melalui Internet memudahkan ilmuwan mengakses program-program
tersebut dan kemudian memudahkan pengembangannya.
Bidang-Bidang
yang Terkait dengan Bioinformatika
- Biophysics
Biologi
molekul sendiri merupakan pengembangan yang lahir dari biophysics. Biophysics
adalah sebuah bidang interdisipliner yang mengaplikasikan teknik- teknik dari
ilmu Fisika untuk memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical
Society). Sesuai dengan definisi di atas, bidang ini merupakan suatu bidang
yang luas. Namun secara langsung 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. 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
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” –yaitu informasi dari sistem-sistem superselular, 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
Healthech Institute’s Sixth Annual Cheminformatics conference). Pengertian
disiplin ilmu yang disebutkan di atas 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
obatobatan 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, disain obat
dianggap harus selalu menggunakan kerja yang intensif, proses uji dan gagal
(trial-error process).
Kemungkinan
penggunaan TI untuk merencanakan secara cerdas dan dengan mengotomatiskan
proses-proses yang terkait dengan sintesis kimiawi dari komponen-komponen
pengobatan merupakan suatu prospek yang sangat menarik bagi ahli kimia dan ahli
biokimia. Penghargaan untuk menghasilkan obat yang dapat dipasarkan secara
lebih cepat sangatlah besar, sehingga target inilah yang merupakan inti dari
cheminformatics.
Ruang
lingkup akademis 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
yang representatif.
- Mathematical Biology
Mathematical
biology lebih mudah dibedakan dengan Bioinformatika daripada computational
biology dengan Bioinformatika. 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. Bahkan metode yang dipakai tidak perlu
“menyelesaikan” masalah apapun; dalam mathematical biology bisa dianggap
beralasan untuk mempublikasikan sebuah hasil yang hanya menyatakan bahwa suatu
masalah biologi berada pada kelas umum tertentu. 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. 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 orde tingkat
tinggi dari protein, dan mengenai masalah tersebut hampir semua pasca genom.
Michael J. Dunn [DUNN2004], Pemimpin Redaksi dari Proteomics 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”.
Mengkarakterisasi
sebanyak puluhan ribu protein-protein yang dinyatakan dalam sebuah tipe
sel yang diberikan pada waktu tertentu –apakah untuk mengukur berat molekul
atau nilai-nilai isoelektrik protein-protein tersebut– melibatkan tempat penyimpanan
dan perbandingan dari data 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 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
Tiap
individu mempunyai respon yang berbeda-beda terhadap berbagai
pengaruh obat; sebagian ada yang positif, sebagian ada yang sedikit
perubahan yang tampak pada kondisi mereka 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 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. Secara menakjubkan pendekatan tersebut telah digunakan untuk
“menghidupkan kembali” obat-obatan yang sebelumnya dianggap tidak efektif,
namun ternyata diketahui manjur pada sekelompok pasien tertentu. Disiplin ilmu
ini juga dapat digunakan untuk mengoptimalkan dosis kemoterapi pada
pasien-pasien tertentu. 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://id.wikipedia.org/wiki/Bioinformatika
http://riskawuni.blogspot.com/2013/04/bioinformatika-dan-beberapa-bidangnya.html
http://andri102.wordpress.com/bioinformatika
0 komentar:
Posting Komentar