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