Pengertian Bioinformatika
Bioinformatika dalam bahasa inggris bioinformatics adalah ilmu yang memperlajari penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta informasi yang berkaitan dengannya. Contoh topik utama bidang ini meliputi basis data untuk mengelola informasi biologis, penyejajaran sekuens (sequens alignment), prediksi struktur untuk meramalkan bentuk struktur protein maupun struktur sekunder RNA, analisis fiogenetik, dan analisis ekpresi gen. (wikipedia.org)
Bioinformatika adalah gabungan disiplin ilmu biologi, ilmu komputer, informatika, matematika, dan disiplin lain yang terkait menjadi disiplin tersendiri. Tujuan utamanya adalah memberikan pandangan baru dalam mencapai prespektif global yang menunjang perbembangan bioteknologi di masa depan. Analisis dalam bioinformatika juga diterapkan pada tiga jenis dataset : urutan genom, struktur makromolekuk dan percobaan genomik fungsional. Tetapi analisis bioinformatika juga diterapkan pada berbagai data lain, seperti pohon taksonomi, data tentang hubungan jalur metabolik, teks artikel ilmiah dan statistika. Berbagai macam teknik yang digunakan termasuk pencocokan sekuen, struktur protein 3D, konstruksi pohon filogenetik, prediksi dan kalisifikasi struktur protein, prediksi struktur RNA, prediksi fungsi protein dan ekspresi kluster data (Jurnal Al-Azhar Indonesia Seri Sains dan Teknologi, Vol. 1, No. 4, September 2012)
Bioinformatika dalam Dunia Kedokteran
1. Bioinformatika dalam bidang Klinik
Peranan Bioinformatika dalam bidang klinis ini sering 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. 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.
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 disease) yang muncul dalam dekade ini, dan diantaranya adalah SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome)
Bioinformatika memegang peranan penting. Pertama pada proses pembacaan genom virus corona. Karena di database seperti GenBank, EMBL (Europe Molecular Biology Laboratory), dan DDBJ (DNA Data Bank of Japan) sudah tersedia data sekuen beberapa virus corona yang biasa digunakan untuk men-design primer yang digunakan untuk amplifikasi DNA virus SARS ini. Software untuk mendesign primer juga tersedia, baik yang gratis yang bisa kita gunakan online maupun yang komersial yang berupa software.
Berikutnya Bioinformatika juga berperan dalam mencari kemiripan sekuen (homology alignment) virus yang didapatkan dengan virus lainnya. Selanjutnya, Bioinformatika juga berfungsi untuk analisa posisi sejauh mana suatu virus berbeda dengan virus lainnya. Untuk analisa ini biasanya digunakan CLUSTAL W (software untuk multiple alignment dan tree making).
3. Bioinformatika untuk diagnosa penyakit baru
Untuk penyakit baru diperlukan diagnosa yang akurat sehingga bisa dibedakan dengan penyakit lain. Diagnosa juga diperlukan untuk menentukan tingkat kematian (morality) dari suatu agent penyakit. Artinya, semakin tinggi angka kematian ini, semakin berbahaya agent tersebut.
Ada beberapa cara untuk diagnosa suatu penyakit. Diantaranya 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
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 enzim-enzi, 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 efektik adalah penemuan senyawa yang berinteraksi dengan asam amino yang berperan untuk aktivitas (active site) dan untuk kestabilan enzim tersebut.
Cabang-cabang yang Terkait dengan Bioinformatika
Dibawah ini akan disebutkan beberapa bidang yang terkait dengan Bioinformatika
1. Biophysycs
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 definisinya, 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.
2. Computational Biology
Computational Biology merupakan bagian dari Bioinformatika (dalam arti yang paling luas) yang paling dengan dengan bidang Biologi umum klasik. Fokus dari computational bilogy adalah gerak evolusi, populasi, dan biologi teoritis daripada biomedis dalam molekul dan sel.
Tidak semua dari computational biology merupakan Bioinformatika, seperti contohnya Model Matematika bukan merupakan Bioinformatika, bahkan meskipun dikaitakan dengan masalah biologi
3. Medical Informatics
Menurut Aamir Zakaria [ZAKARIA 2004] pengertian dari medical informatocs adalah "sebuah disiplin ilmu yang baru yang didefinisikan sebagai pembelajaran, penemuan, dan implementasi dari struktur dan algoritma untuk meningkatkan komunikasai, pengertian dan manajemen informasi medis". Medical informatics lebih memperhatikan struktur dan algoritma untuk pengolahan data medis, dibandingkan dengan data itu sendiri.
4. 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 ini lebih merupakan identifikasi dari salah satu aktivitas yang paling populer dibandingkan dengan berbagai bidang studi yang mungkin ada dibawah bidang ini.
5. 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 satu himpunan bagian dari gen di dalam genom yang representatif.
6. Mathematical Biology
Mathematical bilogy 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.
7. Proteomics
Michael J. Dunn [DUNN 2004], Pemimpin Redaksi dari Proteomics mendefinisikan kata "proteome" sebagai: "The PROTEin complement of the genOME". Dan mendefinisikan kata "protoeomics" berkaitan dengan "studi kuantitatif dan kualitatif dari eskpresi gen di level dari protein-protein fungsional itu sendiri" yaitu "sebuah antarmuka antara biokimia protein dengan biologi molekul".
Sumber :
1. Jurnal Al-Azhar Indonesia Seri Sains dan Teknologi, Vol. 1, No. 4, September 2012
2. Artikel Populer IlmuKomputer.Com "Peran Bioinformatika Dalam Dunia Kedokteran" 2003
3. Jurnal "Bioinformatika : Perkembangan, Disiplin Ilmu dan Penerapannya di Indonesia" Dwi Astuti Aprijani dan M. Abdushshomad Elfarizi