(8) TUGAS 4 : SOFTSKILL
TUGAS 4 SOFTSKILL
BIOINFORMATIKA
1.
PENGERTIAN
BIOINFORMATIKA
Bioinformaika
adalah suatu ilmu atau metode mengumpulkan, dan menganalisa data biologi yang
bersifat kompleks seperti data DNA, RNA, dan protein, menggunakan pendekatan
komputasi. Bioinformatika melibatkan bidang ilmu komputer, matematika, dan
statistik dalam memproses informasi yang masif dan sulit untuk dianalisa secara
manual. Bidang ini berkembang seiring dengan penambahan data biologi yang terus
bertambah secara cepat, terutama di awal tahun 2000-an ketika peneliti berhasil
mengumpulkan genome manusia.
Berbeda
dengan komputasi biologi atau computational biology yang bertujuan untuk
menjawab pertanyaan-pertanyaan biologi menggunakan teknik komputasi,
bioinformatika lebih berfokus pada proses komputasi.
Ilmu
bioinformatika lahir atas insiatif para ahli ilmu komputer berdasarkan
Artificial Intelligence. Mereka berpikir bahwa semua gejala yang ada di alam
ini bisa dibuat secara artificial melalui simulasi dari gejala-gejala tersebut.
Untuk mewujudkan hal ini diperlukan data-data yang menjadi kunci penentu
tindaktanduk gejala alam tersebut, yaitu gen yang meliputi DNA atau RNA.
Perangkat utama Bioinformatika adalah software dan didukung oleh kesediaan
internet dan server World Wide Web (WWW).
Syarat
utama yang harus dimiliki dalam bidang bioinformatika adalah keberadaan
database. Database informasi dasar saat ini telah tersedia. Untuk database DNA
yang utama adalah GenBank (Amerika Serikat). Sementara untuk protein,
databasenya dapat ditemukan di Swiss-Prot (Swiss) untuk sekuen asam aminonya,
dan Protein Data Bank (PDB) untuk struktur tiga dimensinya.
2.
SEJARAH
SINGKAT BIOINFORMATIKA
Sejarah
lahirnya bioinformatika Istilah bioinformatika 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 molekuler 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 dan
Jerman (pada European Molekular Biology Laboratory). Penemuan teknik sekuensing
DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970-an menjadi landasan terjadinya
ledakan sejumlah sekuens DNA yang berhasil diungkapkan pada tahun 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 lahirlah bioinformatika.
3.
PENERAPAN
PADA BIOINFORMATIKA
·
Bioinformatika
dalam Medis
Bioinformatika
merupakan hal yang baru, hal ini tidak dapat lepas dari perkembangan biologi
molekul modern yang ditandai dengan kemampuan manusia untuk memahami genom,
yaitu Blue Print informasi genetik yang menentukan sifat dari setiap makhluk
hidup yang disandi dalam bentuk pita molekul DNA (asam deoksiribonukleat).
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.
Pada
awal perkembangan ilmu pengetahuan. Para pakar biologi molekuler, ahli biologi
melakukan pengambilan data biologis dengan menggunakan eksperimen atau
pendekatan lainnya. Data tersebut disimpan di dalam suatu database, struktur
protein, dan data sekuen protein. Data yang masif tersebut tidak dapat
dianalisa secara efektif karena keterbatasan manusia. Oleh karena itu,
dibutuhkan ahli komputer untuk membantu kerja dari ahli biologi.
Sehingga
dapat ditarik kesimpulan jika Bioinformatika adalah bidang ilmu yang
mempelajari teknik komputasi dalam melakukan pengumpulan dan analisa data
biologis kompleks. Biologi, ilmu komputer, matematika, dan statistika memiliki
peranan penting di dalam bidang bioinformatika. Kehadiran bioinformatika tidak
terlepas dari data biologi yang masif dan sulit dikelola secara manual sehingga
menjadi tren penelitian di bidang biologi saat ini.
·
Bioinformatika
dalam Pertenakan
Bioinformatika
sendiri didefinisikan sebagai ilmu yang yang mempelajari teknik komputasional
untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis suatu mahluk hidup. Bidang
ini mencakup penerapan 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 (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan bentuk
struktur protein maupun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik, dan
analisis ekspresi gen. Melalui teknologi
bioinformatika dapat melakukan analisa data molekuler, karakterisasi
mikroorganisme dan rekayasa genetik, terutama untuk deteksi penyakit hewan
maupun pengembangan teknologi vaksin.
·
Bioinformatika
dalam Bidang Klinis
Bioinformatika
dalam bidang klinis sering disebut sebagai informatika klinis (clinical
informatics). Aplikasi dari informatika klinis ini 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. 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 rontgen, ukuran detak jantung, dan lain lain.
Dengan data ini dokter akan bisa menentukan
obat yang sesuai dengan kondisi pasien tertentu dan lebih jauh lagi, dengan dibacanya
genom manusia, akan memungkinkan untuk mengetahui penyakit genetik seseorang,
sehingga penanganan terhadap pasien menjadi lebih akurat.
·
Bioinformatika
dalam 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
·
Bioinformatika
dalam 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.
·
Bioinformatika
dalam 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. 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 komponenkomponen
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.
·
Bioinformatika
dalam 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.
·
Bioinformatika
dalam 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.
·
Bioinformatika
dalam 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" dari aplikasi
pendekatan Bioinformatika pada pengkatalogan dan pemrosesan informasi yang berkaitan
dengan ilmu Farmasi dan Genetika, untuk contohnya adalah pengumpulan informasi
pasien dalam database.
·
Bioinformatika
dalam 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.
Referensi
:
Dwi
Astuti Aprijani M. Abdushshomad Elfaizi, “BIOINFORMATIKA: Perkembangan,
Disiplin Ilmu dan Penerapannya di Indonesia”, Gunadarma, 2004.
Ni
Made Suci Sukmawati.2015.BIOINFORMATIKA.Makalah.
Komentar
Posting Komentar