Senin, 27 April 2015

Tugas 2 Pengantar Komputasi Modern (Implementasi Komputasi Modern Dalam Bidang Biologi)

Implementasi Komputasi Modern Dalam Bidang Biologi

Komputasi adalah sebuah istilah umum untuk segala jenis pemrosesan informasi untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma Dalam bidang biologi, implementasi dari komputasi salah satunya adalah Bioinformatika.
Bioinformatika, berasal dari kata yaitu “bio” dan “informatika”, adalah gabungan antara ilmu biologi dan ilmu teknik informasi (TI). Bioinformatika didefenisikan sebagai aplikasi dari alat komputasi dan analisa untuk menangkap dan menginterpretasikan data-data biologi. Ilmu ini merupakan ilmu baru yang yang merangkup berbagai disiplin ilmu termasuk ilmu komputer, matematika dan fisika, biologi, dan ilmu kedokteran, dimana kesemuanya saling menunjang dan saling bermanfaat satu sama lainnya.
Tujuan bioinformatika diharapkan pengembangan dan penerapan alat yang memungkinkan akses yang efisien terhadap, dan penggunaan dan pengelolaan, berbagai jenis informasi. Pengembangan algoritma baru (rumus matematika) dan statistik yang dapat digunakan untuk menilai hubungan-hubungan di antara anggota kumpulan data besar, seperti metode untuk menemukan gen dalam suatu urutan, meramalkan struktur protein dan / atau fungsi, dan protein urutan cluster ke dalam keluarga yang terkait.

 Bioinformatika mempunyai 9 cabamg , yaitu :
1. Biophysics
       Biophysics adalah sebuah bidang interdisipliner yang mengaplikasikan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical Society).
2. Computational Biology
   Computational biology merupakan bagian dari Bioinformatika 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.
3. Medical Informatics
     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.
 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).
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.

6.     Mathematical Biology
    Mathematical biology 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
    Proteomics berkaitan dengan studi kuantitatif dan kualitatif dari ekspresi gen di level dari protein-protein fungsional itu sendiri. Yaitu: “sebuah antarmuka antara biokimia protein dengan biologi molekul”.
 8.    Pharmacogenomics
    Pharmacogenomics adalah aplikasi dari pendekatan genomik dan teknologi pada identifikasi dari target-target obat.

   9.    Pharmacogenetics
     Pharmacogenetics adalah bagian dari pharmacogenomics yang menggunakan metode genomik atau Bioinformatika untuk mengidentifikasi hubungan-hubungan genomik.
  
Penerapan Bioinformatika
Dunia memasuki babak baru yang diberi nama borderless world atau dunia tanpa batas. Perkembangan teknologi yang tiada henti memungkinkan manusia untuk berekspresi dan saling berkompetisi untuk menemukan bidang ilmu pengetahuan dan teknologi yang baru.
Salah satu perkembangan ilmu yang menggabungkan aspek teknologi informasi (TI) dan aspek biologi adalah Bioinformatika. Disiplin ilmu yang merupakan salah satu topik paling hangat dibicarakan dewasa ini dalam sejarahnya tak lepas dari perkembangan bioteknologi di era tahun 70-an dimana seorang ilmuwan AS melakukan inovasi dalam mengembangkan teknologi DNA rekombinan sehingga pada akhirnya lahir perusahaan bioteknologi pertama di dunia, yaitu Genentech di AS. Perusahaan ini memproduksi protein hormon insulin dalam bakteri yang dibutuhkan penderita diabetes dimana selama ini insulin hanya bisa didapatkan dalam jumlah sangat terbatas dari organ pankreas sapi.
Definisi Bioinformatika menurut Fredj Tekaia dari Institut Pasteur adalah: “metode matematika, statistik dan komputasi yang bertujuan untuk menyelesaikan masalah-masalah biologi dengan menggunakan sekuen DNA dan asam amino dan informasi-informasi yang terkait dengannya”. Selain itu pada bidang bioinformatika juga menerapkan Basis data sekuens biologis dan Prediksi struktur protein

Basis data sekuens biologis dapat berupa :
-          Basis data primer untuk menyimpan sekuens primer asam nukleat maupun protein
-          Basis data sekunder untuk menyimpan motif sekuens protein
-          Basis data struktur untuk menyimpan data struktur protein maupun asam nukleat.
         Basis data utama untuk sekuens asam nukleat saat ini adalah GenBank.
         Genbank adalah database utama dalam biologi molekuler, yang dikelola oleh NCBI (National Center for Biotechnology Information) di AS.

Prediksi struktur protein
         Prediksi struktur protein berusaha meramalkan struktur tiga dimensi protein berdasarkan sekuens asam aminonya (dengan kata lain, meramalkan struktur tersier dan struktur sekunder berdasarkan struktur primer protein).
         Dibagi menjadi 2 yaitu : metode pemodelan protein komparatif dan metode pemodelan de novo.
         Pemodelan protein komparatif (comparative protein modelling) meramalkan struktur suatu protein berdasarkan struktur protein lain yang sudah diketahui
         pendekatan de novo atau ab initio, struktur protein ditentukan dari sekuens primernya tanpa membandingkan dengan struktur protein lain

Penggunaan Bioinformatika dalam berbagai bidang
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.

2. Cheminformatics
Cheminformatics adalah kombinasi dari sintesis kimia, penyaringan biologis, dan pendekatan data-mining yang digunakan untuk penemuan dan pengembangan obat

3. Genomics
Genomics adalah bidang ilmu yang ada sebelum selesainya sekuen genom, kecuali dalam bentuk yang paling kasar
4. 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.



Tidak ada komentar:

Posting Komentar