Nama : Riski Andriansyah
Kelas : 4IA20
NPM : 56416486
Bioinformatika
A. Pengertian
Bioinformatika,
sesuai dengan asal katanya yaitu “bio” dan “informatika”, adalah gabungan
antara ilmu biologi dan ilmu teknik informasi (TI). Pada umumnya, Bioinformatika
didefenisikan sebagai aplikasi dari alat komputasi dan analisa untuk menangkap
dan menginterpretasikan data-data biologi.
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.
Bioinformatika
ini penting untuk manajemen data-data dari dunia biologi dan kedokteran modern.
Perangkat utama Bioinformatika adalah program software dan didukung oleh
kesediaan internet. Saat ini, perkembangan ilmu biologi sangat dipengaruhi oleh
perkembangan ilmu bioinformatika. Tidaklah dapat dimungkiri kalau
bioinformatika telah mempercepat kemajuan ilmu biologi. Lebih jauh lagi, kalau
dilihat dari bidang yang lebih spesifik, kemajuan suatu bidang sangat
dipengaruhi oleh kemajuan bioinformatika. Semakin maju bioinformatika di suatu
bidang (ditandai dengan banyaknya software yang tersedia), semakin maju pulalah
bidang tersebut.
B. Bidang
– Bidang Terkait
Berdasarkan
pengertian bioinformatika baik yang klasik maupun baru, terlihat banyak
terdapat cabang - cabang disiplin ilmu yang terkait dengan Bioinformatika.
Terutama karena bioinformatika itu sendiri merupakan suatu bidang interdisipliner.
Hal tersebut menimbulkan banyak pilihan bagi orang yang ingin mendalami bioinformatika.
Berikut ini merupakan beberapa bidang yang terkait dengan bioinformatika.
1. 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.
2. 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.
3. Medical Informatics
Menurut Aamir Zakaria [ZAKARIA2004]
Pengertian dari medical informatics adalah “sebuah disiplin ilmu yang baru yang
didefinisikan sebagai pembelajaran, penemuan, dan implementasi dari struktur
dan algoritma untuk meningkatkan komunikasi, pengertian dan manajemen informasi
medis.” Medical informatics lebih memperhatikan struktur dan algoritma untuk
pengolahan data medis, dibandingkan dengan data itu sendiri. Disiplin ilmu ini,
untuk alasan praktis, kemungkinan besar berkaitan dengan data-data yang
didapatkan pada level biologi yang lebih “rumit” –yaitu informasi dari
sistem-sistem superselular, tepat pada level populasi—di mana sebagian besar
dari Bioinformatika lebih memperhatikan informasi dari sistem dan struktur
biomolekul dan selular.
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 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 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.
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 suatu
himpunan bagian dari gen di dalam genom yang representatif.
C. Penerapan
Terdapat
banyak sekali penerapan bioinformatika, mulai dari manajemen data hingga
penggunaannya pada dunia biologi dan turunannya. Namun saya hanya akan menyebutkan
beberapa peranan bioinformatika pada dunia kedokteran dan virologi.
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 dalam Virologi
Sebelum kemajuan bioinformatika, untuk
mengklasifikasikan virus kita harus melihat morfologinya terlebih dahulu. Untuk
melihat morfologi virus dengan akurat, biasanya digunakan mikroskop elektron
yang harganya sangat mahal sehingga tidak bisa dimiliki oleh semua
laboratorium. Selain itu, kita harus bisa mengisolasi dan mendapatkan virus itu
sendiri.
Isolasi virus adalah suatu pekerjaan yang
tidak mudah. Banyak virus yang tidak bisa dikulturkan, apalagi diisolasi. Virus
hepatitis C (HCV), misalnya, sampai saat ini belum ada yang bisa
mengkulturkannya, sehingga belum ada yang tahu bentuk morfologi virus ini.
Begitu juga virus hepatitis E (HEV) dan kelompok virus yang termasuk ke dalam
family Calliciviridae, dimana sampai saat ini belum ditemukan sistem
pengkulturannya.
Walaupun untuk beberapa virus bisa
dikulturkan, tidak semuanya bisa diisolasi dengan mudah. Oleh karena itu,
sebelum perkembangan bioinformatika, kita tidak bisa mengidentifikasi dan
mengklasifikasikan virus-virus semacam ini.
Dengan kemajuan teknik isolasi DNA/RNA,
teknik sekuensing dan ditunjang dengan kemajuan bioinformatika, masalah diatas
bisa teratasi. Untuk mengidentifikasi dan mengklasifikasikan virus, isolasi
virus tidak lagi menjadi suatu hal yang mutlak. Kita cukup dengan hanya
melakukan sekuensing terhadap gen-nya. Ini adalah salah satu hasil kemajuan bioinformatika
yang nyata dalam bidang virologi.
3. 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.
Dengan kemajuan teknik isolasi DNA/RNA,
teknik sekuensing dan ditunjang dengan kemajuan bioinformatika, masalah diatas
bisa teratasi. Untuk mengidentifikasi dan mengklasifikasikan virus, isolasi
virus tidak lagi menjadi suatu hal yang mutlak. Kita cukup dengan hanya
melakukan sekuensing terhadap gen-nya. Ini adalah salah satu hasil kemajuan
bioinformatika yang nyata dalam bidang virologi.
Referensi
[1]
Komputasi.lipi.go.id
(2009, 12 Juli). Bioinformatika : Perpaduan dunia Biologi dengan Teknologi
Informasi. Diakses pada 5 Juli 2020, dari http://www.komputasi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1247362701.
[2]
Binus.ac.id.
(2019, 28 November). Bioinformatika untuk Medis . Diakses pada 5 Juli 2020,
dari https://binus.ac.id/bandung/2019/11/bioinformatika-untuk-medis/.
[3]
Firmanfujiansyah.wordpress.com.
(2012, 2 April). Bioinformatika. Diakses pada 5 Juli 2020, dari https://firmanfujiansyah.wordpress.com/2012/04/02/bioinformatika/.
