BioInformatika
Bioinformaika adalah penerapan
teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis atau 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.
Pada awal perkembangan ilmu
pengetahuan biologi molekuler, ahli biologi melakukan pengambilan data biologis
dengan menggunakan beberapa eksperimen atau pendekatan lainnya. Data tersebut
disimpan di dalam suatu database seperti data gen disimpan di NCBI, struktur
protein berada di Protein Data Bank, dan data sekuen protein berada di UniProt.
Data yang masif tersebut tidak dapat dianalisa secara efektif karena
keterbatasan manusia. Oleh karena itu, dibutuhkan ahli komputer untuk membantu
kerja dari ahli biologi.
Sumber: (kuliah bioinformatika Universitas Indonesia)
Ahli komputer melakukan
penelitian dalam membangun software, algoritma, metode penyimpanan data untuk
menyelesaikan masalah yang dihadapi ahli biologi. Sebagai contoh, Needleman dan
Wunsch membuat algoritma yang berfungsi untuk mencari sekuen DNA pada database
pada tahun 1960-an. Meski tujuan awalnya untuk menyelesaikan kasus biologi,
algoritma yang dirancang diterapkan pada kasus yang mirip, seperti pencarian
teks.
Data biologi yang dikumpulkan
merupakan raw data atau data mentah sehingga perlu dilakukan analisa untuk
mendapatkan informasi yang tersirat. Beberapa pendekatan statistik digunakan
seperti klasifikasi, klasterisasi digunakan untuk melihat korelasi antar data
sehingga data mentah tersebut dapat tervisualisasi dengan baik di mata manusia.
Perkembangan data biologis dan kebutuhan untuk menciptakan
tools dan hasil analisa yang akurat melahirkan disiplin ilmu baru yang disebut dengan
bioinformatika. Ruang lingkup penelitian dan kerja bioinformatika secara khusus
berkaitan dengan proses pengumpulan, dan analisa data biologi menggunakan
teknik komputasi.
Bidang -bidang terkait BioInformatika
Bidang -bidang terkait BioInformatika
1.
Biophysics
Biologi molekul
sendiri merupakan pengembangan yang lahir dari biophysics. Biophysics adalah
sebuah bidang yang mengaplikasikan teknik- teknik dari ilmu Fisika untuk
memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical Society). Sesuai
dengan definisi tersebut, 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.
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
Medical
informatics (Informatika kedokteran) 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 super selular, tepat pada level populasi— di mana sebagian besar
dari Bioinformatika lebih memperhatikan informasi dari sistem dan struktur
biomolekul dan selular. Medical informatics berhubungan dengan semua ilmu dasar
dan terapan dalam kedokteran dan terkait sangat erat dengan teknologi informasi
modern, yaitu komputer dan komunikasi. Posisinya di kedokteran berada di
persilangan antara berbagai disiplin ilmu dasar dan terapan di kedokteran serta
disiplin di luar kedokteran, seperti ilmu informasi, komputer, statistika, dan
psikologi.
Secara terapan,
aplikasi informatika kedokteran meliputi rekam medis elektronik, sistem
pendukung keputusan medis, sistem penarikan informasi kedokteran, hingga
pemanfaatan internet dan intranet untuk sektor kesehatan, termasuk pengembangan
sistem informasi klinis. Informatika kedokteran sebagai disiplin baru
berkembang terutama karena kesadaran bahwa pengetahuan kedokteran tidak akan
mampu terkelola (unmanageable) oleh metode berbasis kertas (paper-based
methods).
4. Cheminformatics
Cheminformatics
adalah kombinasi dari sintesis kimia, penyaringan biologis, dan pendekatan
data-mining yang digunakan untuk penemuan dan pengembangan obat (Cambridge
HealthechInstitute’s Sixth Annual Cheminformatics conference). Pengertian
disiplin ilmu yang disebutkan diatas 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 obat-obatan 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, desain obat dianggap harus selalu menggunakan kerja yang
intensif, proses ujidan gagal (trial-error process). Ruang lingkup pembelajaran
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.
6. Proteomics
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 protein-protein dan kompleks-kompleks ordetingkat
tinggi dari protein. Mengkarakterisasi sebanyak puluhan ribu protein-protein
yang dinyatakan dalam sebuah tipesel yang diberikan pada waktu tertentu– apakah
untuk mengukur berat molekul atau nilai-nilaiisoelektrik protein-protein
tersebut– melibatkan tempat penyimpanan dan perbandingan daridata yang memiliki
jumlah yang sangat besar, tak terhindarkan lagi akan memerlukan Bioinformatika.
7. 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 ekspresigen di dalam baik patogen maupun induk selama
terjadinya infeksi, atau maupun dengan memeriksa karakteristik pola-pola
ekspresi yang ditemukan dalam tumor atau contoh daripasien untuk kepentingan
diagnosa (kemungkinan untuk mengejar target potensial terapi kanker).
8. Pharmacogenetics
Tiap individu
mempunyai respon yang berbeda-beda terhadap berbagai pengaruh obat; sebagian
ada yang positif, sebagian ada yang sedikit perubahan yang tampak pada
kondisimereka 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 mengidentifikasihubungan-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
Sumber :
0 Comments