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.
Sejarah
Perkembangan Bioinformatika
Bioinformatika pertama kali 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.
Bioinformatika di Indonesia
Saat ini
mata ajaran bioinformatika maupun mata ajaran dengan muatan bioinformatika
sudah diajarkan di beberapa perguruan tinggi di Indonesia.Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati 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.
Riset
bioinformatika protein dilaksanakan sebagai bagian dari aktivitas riset
rekayasa protein pada Laboratorium Rekayasa Protein, Pusat Penelitian
Bioteknologi Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia (LIPI), Cibinong, Bogor. Lembaga Biologi Molekul Eijkman,
Jakarta, secara khusus memiliki laboratorium bioinformatika sebagai fasilitas
penunjang kegiatan risetnya. Selain itu, basis data sekuens DNA mikroorganisme asli Indonesia sedang
dikembangkan di UI.
Bioinformatika dalam Dunia
Kedokteran
1. Bioinformatika dalam bidang klinis
Perananan Bioinformatika dalam bidang klinis ini sering juga disebut
sebagai informatika klinis (clinical informatics). Aplikasi dari clinical
informatics ini adalah 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 [5]. McDonald pertama
kali mengaplikasikan EMR pada 33 orang pasien penyakit gula (diabetes).
Sekarang EMR ini telah diaplikasikan pada berbagai penyakit. Data yang disimpan
meliputi data analisa diagnosa laboratorium, hasil konsultasi dan saran, foto
ronsen, ukuran detak jantung, dll. Dengan data ini dokter akan bisa menentukan
obat yang sesuai dengan kondisi pasien tertentu. Lebih jauh lagi, dengan
dibacanya genom manusia, akan memungkinkan untuk mengetahui penyakit genetik
seseorang, sehingga personal care terhadap pasien menjadi lebih akurat.
2. Bioinformatika untuk identifikasi agent penyakit baru
Bioinformatika juga menyediakan tool yang esensial untuk identifikasi
agent penyakit yang belum dikenal penyebabnya. Banyak sekali contoh-contoh
penyakit baru (emerging diseases) yang muncul dalam dekade ini, dan diantaranya
yang masih hangat di telinga kita tentu saja SARS (Severe Acute Respiratory
Syndrome).
3. Bioinformatika untuk diagnosa penyakit baru
Untuk penyakit baru diperlukan diagnosa yang akurat sehingga bisa
dibedakan dengan penyakit lain.
Diagnosa yang akurat ini sangat diperlukan untuk penanganan pasien
seperti pemberian obat dan perawatan yang tepat. Jika pasien terinfeksi virus
influenza dengan panas tinggi, hanya akan sembuh jika diberi obat yang cocok
untuk infeksi virus influenza. Sebaliknya, tidak akan sembuh kalau diberi obat
untuk malaria. Karena itu, diagnosa yang tepat untuk suatu penyakit sangat
diperlukan.
4. Bioinformatika untuk penemuan obat
Usaha penemuan obat biasanya dilakukan dengan penemuan zat/senyawa yang
bisa menekan perkembangbiakan suatu agent penyebab penyakit. Karena banyak
faktor yang bisa mempengaruhi perkembangbiakan agent tersebut, faktor-faktor
itulah yang dijadikan target. Diantara faktor tersebut adalah enzim-enzim yang
diperlukan untuk perkembangbiakan suatu agent. Langkah pertama yang dilakukan
adalah analisa struktur dan fungsi enzim-enzim tersebut. Kemudian mencari atau
mensintesa zat/senyawa yang bisa menekan fungsi dari enzim-enzim tersebut.
Penemuan obat yang
efektif adalah penemuan senyawa yang berinteraksi dengan asam amino yang
berperan untuk aktivitas (active site) dan untuk kestabilan enzim tersebut.
Sumber
Tidak ada komentar:
Posting Komentar