Bio Informatika
Bio Informatika?
Bioinformatika adalah salah satu
cabang baru ilmu biologi yang merupakan perpaduan antara biologi dan teknologi
informasi. Menurut Durso (1997) bioinformatika adalah manajemen dan analisis
informasi biologis yang disimpan dalam database.
Ilmu ini mengajarkan aplikasi,
analisis, dan mengorganisir miliaran bit informasi genetik dalam sel mahluk
hidup. Studi bioinformatika terutama didukung uleh studi genomik, biologi
komputasi, dan teknologi komputer. Menurut Roderick (lihat Hieter & Boguski,
1997), genomik adalah studi yang berhubungan dengan pemetaan, sekuen, dan
analisis genom. Walaupun belum jelas, secara umum Genomik bisa diartikan
sebagai penggunaan informasi genom secara sistematis, dengan data eksperimental
baru untuk menjawab permasalahan biologis, medis, maupun industri (Jordan,
1999).
BioInformatika sendiri mencakup
kajian yang lebih mendalam dari genomik. Dalam studi bioinformatika digunakan
komputer yang mampu menyimpan data dalam jumlah yang sangat banyak dan didukung
berbagai macam software untuk menganalisis jutaan data yang berasal dari mahluk
hidup.
Sejarah Bio informatika
Istilah bioinformatics mulai
dikemukakan pada pertengahan era 1980-an untuk mengacu pada penerapan komputer
dalam biologi. Namun demikian, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika
(seperti pembuatan basis data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens
biologis sudah dilakukan sejak tahun 1960-an.
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 (pada European Molecular
Biology Laboratory, Laboratorium Biologi Molekular Eropa). 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.
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.
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.
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.
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.
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.
4IA14
Reni Marintan br. Doloksaribu (55411973)
1. Arief Iman Rahman
2. Asep Rohmana
3. Cella Rofi
4. Kutfu Dany
5. Latifah
6. M Fuad Fazri
7. M Isan Guci
8. Netty Herawaty
9. Reni Marintan
