BIOINFORMATIKA
Bioinformatika
atau dalam bahasa Inggris di sebut juga dengan bioinformatics merupakan suatu ilmu yang mempelajari tentang
penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis infomasi
biologis. Bidang ini mencangkup penerapan metode-metode matematika, statistika,
dan infomatika untuk memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan
menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta informasi yang berkaitan
dengannya.
Ilmu
bioinformatika muncul atas inisiatif pada ahli ilmu komputer berdasarkan artificial intelligence. Mereka berpikir
bahwa semua gejala yang ada pada alam ini bisa dibuat secara artificial melalui simulasi dari
gejala-gejala tersebut. Karena itu untuk mewujudkan hal ini, maka diperlukan
data-data yang menjadi kunci penentu gejala alam tersebut, yaitu gen yang
meliputi DNA atau RNA. Bioinformatika ini penting untuk manajemen data-data
dari dunia biologi dan kedokteran moderen. Perangkat utama dari bioinformatika
adalah program software dan didukung oleh ketersediaan internet.
Perkembangan
teknologi DNA rekombian memainkan peranan penting dalam lahirnya bioinformatika.
Teknologi DNA rekombian memunculkan suatu penetahuan baru dalam rekayasa
genetika organisme yang dikenal dengan bioteknologi. Perkembangan bioteknologi
dari bioteknologi tradisional ke bioteknologi modern salah satunya ditandai
dengan kemampuan manusia dalam melakukan analisis DNA organisme, sekuensing DNA
dan manipulasi DNA.
Sejarah
Istilah
bioinformatika pertama kali dikemukakakn pada pertengahan era 1980-an untuk
mengacu pada penerapan komputer dalam biologi. Namun, penerapan bidang-bidang
dalam bioinformatika seperti pembuatan basis data dan pengmbangan algoritma
untuk analisis sekuens biologis sudah dilakukan sejak tahun 1960-an.
Kemajuan
teknik biologi molecular dalam mengungkap sekuens biologis dari protein sejak
awal tahun 1950-an dan asam nukleat sejak tahun 1960-an mengawali perkembangan
basis data dan teknik analisis sekuens biologis. Basis data sekuens protein mulai
dikembangkan pada tahun 1960-an di Amerika Serikat, sedangkan basis data
sekuens DNA dikembangkan pada akhir tahun 1970-an di Amerika Serikat dan
Jerman. Penemuan teknik sekuensing DNA yang lebih cepat menjadi salah satu
pembuka jalan bagi proyek-proyek pengungkapan genom, meningkatkan kebutuhan
akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya
bioinformatika.
Pangkalan
data utam bagi sekuens asam nukleat saati ini adalah GenBank yang berada di
Amerika Serikat, EMBL (The European Molecular Biology Laboratory) yang berada
di Eropa, dan DDBJ (DNA Data Bank of Japan) yang berada di Jepang. Kketiga pangkalan
tersebut saling bekerja sama dan bertukar data secara harian untuk menjaga
keluasan cangkupan masing-masing pangkalan data. Sumber utama data seuens asam
nukleat adalah pengumpulan langsung dari peneliti individual, proyek sekuensing
genom, dan pendaftaran paten. Entri dalam pangkalan data sekuens asam nukleat
pada umumnya mengandung informasi tentang jenis asam nukleat (DNA atau RNA).
Selain
asam nukleat, terdapat beberapa contoh pangkalan data penting yang menyimpan
sekuens primer protein yaitu PIR (Protein Information Resource) yang berada di Negara
Amerika Serikat, Swiss-Prot dan TrEMBL yang berada di Eropa. Ketiga pangkalan
itu telah tergabung dalam UniProt yang di danai oleh Amerik 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.
PDB
(Protein Data Bank) atau dalam bahasa Indonesia di sebut sebagai bank data
protein merupakan pangkalan data tunggal yang menyimpan model struktur tiga
dimensi protein dan asam nukleat hasil penentuan ekspreimental dengan
kristalografi sinar-X, spektroskopi NMR, dan mikroskopi electron. PDB menyimpan
data struktur sebagai koordinat tiga dimensi yang menggambarkan posisi
atom-atom dalam protein ataupun asam nukleat.
Penerapan Utama Bioinformatika
- Basis Data Sekuens Biologis
Pangkalan data sekuens biologi dapat berupa pangkalan
data primer untuk menyimpan sekuens primer asam nulkeat dan protein, sedangkan
pangkalan data sekunder digunakan untuk menyimpan motif sekuens protein, dan
pangkalan data struktur digunakan untuk menyimpan data struktur protein dan
asam nukleat.
- Penyejajaran Sekuens
Merupakan proses penyusunan/pengaturan dua atau lebih
sekuens sehingga persamaan sekuens-sekuens tersebut tampak nyata.
- Prediksi Struktur Protein
Secara umum, metode prediksi struktur protein yang ada
saat ini dapat dikategorikan ke dalam dua kelompok, yaitu metode pemodelan
protein komparatif dan metode pemodelan de novo.
- Analisis Ekspresi Gen
Ekspresi gen dapat ditentukan dengan mengukur kadar mRNA
dengan berbagai macam teknik misalnya dengan microarray ataupun Serial Analysis of Gene Expression.
Sumber
:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar