BioInformatika

DEFINISI BIOTEKNOLOGI MODERN
Bioteknologi modern lahir tahun 70-an diawali dengan inovasi ilmuwan AS mengembangkan teknologi DNA rekombinan. Berkat penemuan ini lahirlah perusahaan bioteknologi pertama di dunia, Genentech di AS yang segera memproduksi protein hormon, insulin yang dibutuhkan penderita diabetes, dalam bakteri.
Selama ini insulin hanya bisa didapatkan dalam jumlah sangat terbatas dari organ pankreas sapi. Sebagaimana TI, saat ini produk bioteknologi telah mengimbas bahkan kepada kebutuhan hidup sehari-hari masyarakat seperti pangan, kosmetika, dsb. Ciri dari bioteknologi modern tadi adalah kemampuan pada manipulasi DNA. Rantai/sekuen DNA yang mengkode protein disebut gen. Gen itu ditranskripsikan menjadi mRNA yang selanjutnya mRNA ditranslasikan menjadi protein. Protein sebagai produk akhir adalah yang bertugas menunjang seluruh proses kehidupan antara lain sebagai katalis reaksi biokimia dalam tubuh (protein ini disebut enzim), ikut serta dalam sistem pertahanan tubuh melawan virus, parasit dll (disebut antibodi), menyusun struktur tubuh dari ujung kaki (otot terbentuk dari protein actin, myosin, dsb) sampai ujung rambut (rambut tersusun dari protein keratin), dll. Arus informasi, DNA -> RNA -> Protein, inilah yang disebut sentral dogma dalam biologi. Hanya 20-an tahun sejak bioteknologi modern lahir, terjadilah ledakan data biologis yang mencengangkan. Hal ini disebabkan oleh kemajuan teknologi biologi molekuler itu sendiri (misalnya DNA rekombinan, PCR, dsb) dan ditunjang dengan peralatan yang memadai membuat waktu dan biaya lebih pendek/murah. Ledakan awal dimulai dari data DNA. Tahun 1977 untuk pertamakalinya sekuen DNA satu organisme dibaca secara menyeluruh yaitu pada sejenis virus yang memiliki kurang lebih 5.000 nukleotida/molekul DNA atau sekitar 11 gen. Sekarang sudah ada milyaran data nukleotida tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan tahun 1982. Sekuen seluruh DNA manusia yang terdiri dari 3 milyar nukleotida dirampungkan dalam waktu 3 tahun.


TREND BIOINFORMATIKA DUNIA
Bioinformatika adalah bidang yang relatif baru, masih banyak kesalahpahaman mengenai definisinya. Komputer sudah lama digunakan untuk menganalisa data biologi, misalnya terhadap data￾data kristalografi sinar X dan NMR (Nuclear Magnetic Resonance) dalam melakukan penghitungan transformasi Fourier, dsb. Bidang ini disebut sebagai Biologi Komputasi. Bioinformatika muncul atas desakan kebutuhan untuk mengumpulkan, menyimpan dan menganalisa data-data biologis dari database DNA, RNA maupun protein tadi. Untuk mewadahinya beberapa jurnal baru bermunculan (misalnya Applied Bioinformatics), atau berubah nama seperti Computer Applications in the Biosciences (CABIOS) menjadi BIOInformatic yang menjadi official journaldari International Society for Computational Biology (ICSB) (nama himpunan tidak ikut berubah). Beberapa topik utama dalam Bioinformatika dijelaskan di bawah ini.
Keberadaan database adalah syarat utama dalam analisa Bioinformatika. Database informasi dasar telah tersedia saat ini. Untuk database DNA yang utama adalah GenBank di AS. Sementara itu bagi protein, databasenya dapat ditemukan di Swiss-Prot (Swiss) untuk sekuen asam aminonya dan di Protein Data Bank (PDB) (AS) untuk struktur 3D-nya. Data yang berada dalam database itu hanya kumpulan/arsip data yang biasanya dikoleksi secara sukarela oleh para peneliti, namun saat ini banyak jurnal atau lembaga pemberi dana penelitian mewajibkan penyimpanan dalam database.
PERKEMBANGAN DATA BIOLOGI
Data yang melimpah ini tidak akan ada artinya, bila tidak ada metode komputasi efektif yang mampu mengolah data berskala besar, dan menggali informasi terpendam di dalamnya.
Kalau data tersebut berskala kecil, tentunya analisa dapat dilakukan dengan manual atau dengan metoda statistik konvensional yang sederhana.
Namun demikian, dengan semakin meluapnya informasi yang harus segera diolah, kebutuhan akan metode yang mampu menangani problem dengan skala besar semakin dirasakan.
Di sinilah teknologi informasi berperan penting. Datamining merupakan solusi yang ditawarkan untuk mengolah ledakan informasi dalam bioinformatika.
BIOINFORMATIKA DATA MINING
Dalam bioinformatika, datamining dimanfaatkan untuk menganalisa data hasil observasi biologi seperti misalnya sekuens DNA, deretan asam amino, ekspresi gen, agar menjadi informasi yang bermakna.
Misalnya :
bagaimana kaitan antara fungsi suatu protein dengan strukturnya, korelasi antara penyakit dan profil ekspresi gen seorang pasien, bagaimana mekanisme timbulnya suatu penyakit. Informasi yang diperoleh dari analisa bioinformatika ini bermanfaat bagi kedokteran modern untuk menyusun strategi terapi medis khusus yang efektif dengan menyesuaikan kondisi genetik si pasien, yang disebut tailor made medicine. Dengan tailor made medicine, diharapkan efek samping dapat dihindarkan dan pengobatan berjalan optimal.
ELEMEN BIOINFORMATIKA
Elemen bioinformatika mencakup database, analisis, dan prediksi. Database yang tersedia meliputi database sequence DNA, protein, dan hasil transkripsi RNA. Analisis yang bisa dikerjakan dengan bioinformatik meliputi analisis homologi sequence dan pencarian pola (pattern). Prediksi yang mungkin adalah mengenai fungsi suatu gen atau protein, juga prediksi struktur 3-D protein.