Bioinformatika merupakan ilmu terapan yang lahir dari perkembangan
teknologi informasi dibidang molekular. Pembahasan dibidang
bioinformatik ini tidak terlepas dari perkembangan biologi molekular
modern, salah satunya peningkatan pemahaman manusia dalam bidang genomic
yang terdapat dalam molekul DNA.
Kemampuan untuk memahami dan memanipulasi kode genetik DNA ini sangat
didukung oleh teknologi informasi melalui perkembangan hardware dan
soffware. Baik pihak pabrikan sofware dan harware maupun pihak ketiga
dalam produksi perangkat lunak. Salah satu contohnya dapat dilihat pada
upaya Celera Genomics, perusahaan bioteknologi Amerika Serikat yang
melakukan pembacaan sekuen genom manusia yang secara maksimal
memanfaatkan teknologi informasi sehingga bisa melakukan pekerjaannya
dalam waktu yang singkat (hanya beberapa tahun).
Perkembangan teknologi DNA rekombinan memainkan peranan penting dalam
lahirnya bioinformatika. Teknologi DNA rekombinan memunculkan suatu
pengetahuan baru dalam rekayasa genetika organisme yang dikenala
bioteknologi. Perkembangan bioteknologi dari bioteknologi tradisional ke
bioteknologi modren salah satunya ditandainya dengan kemampuan manusia
dalam melakukan analisis DNA organisme, sekuensing DNA dan manipulasi
DNA.
Sekuensing DNA satu organisme, misalnya suatu virus memiliki kurang
lebih 5.000 nukleotida atau molekul DNA atau sekitar 11 gen, yang telah
berhasil dibaca secara menyeluruh pada tahun 1977. Kemudia Sekuen
seluruh DNA manusia terdiri dari 3 milyar nukleotida yang menyusun
100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3 tahun, walaupun semua ini
belum terlalu lengkap. Saat ini terdapat milyaran data nukleotida yang
tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan tahun 1982.
Bioinformatika ialah ilmu yang mempelajari penerapan teknik komputasi
untuk mengelola dan menganalisis informasi hayati. Bidang ini mencakup
penerapan metode-metode matematika, statistika, dan informatika untuk
memecahkan masalah-masalah biologi, terutama yang terkait dengan
penggunaan sekuens DNA dan asam amino. Contoh topik utama bidang ini
meliputi pangkalan data untuk mengelola informasi hayati, penyejajaran
sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan
struktur protein atau pun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik,
dan analisis ekspresi gen.
Bioinformatika pertamakali dikemukakan pada pertengahan 1980an untuk
mengacu kepada penerapan ilmu komputer dalam bidang biologi. Meskipun
demikian, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika seperti pembuatan
pangkalan data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens
biologi telah dilakukan sejak tahun 1960an.
Kemajuan teknik biologi molekuler dalam mengungkap sekuens biologi
protein (sejak awal 1950an) dan asam nukleat (sejak 1960an) mengawali
perkembangan pangkalan data dan teknik analisis sekuens biologi.
Pangkalan data sekuens protein mulai dikembangkan pada tahun 1960an di
Amerika Serikat, sementara pangkalan data sekuens DNA dikembangkan pada
akhir 1970an di Amerika Serikat dan Jerman pada Laboratorium Biologi
Molekuler Eropa (European Molecular Biology Laboratory).
Penemuan teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970an
menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang dapat
diungkapkan pada 1980an dan 1990an. Hal ini menjadi salah satu pembuka
jalan bagi proyek-proyek pengungkapan genom, yang meningkatkan kebutuhan
akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan
lahirnya bioinformatika.
Perkembangan jaringan internet juga mendukung berkembangnya
bioinformatika. Pangkalan data bioinformatika yang terhubungkan melalui
internet memudahkan ilmuwan dalam mengumpulkan hasil sekuensing ke dalam
pangkalan data tersebut serta memperoleh sekuens biologi sebagai bahan
analisis. Selain itu, penyebaran program-program aplikasi bioinformatika
melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengakses program-program
tersebut dan kemudian memudahkan pengembangannya.
Pangkalan Data sekuens biologi dapat berupa pangkalan data primer untuk
menyimpan sekuens primer asam nukleat dan protein, pangkalan data
sekunder untuk menyimpan motif sekuens protein, dan pangkalan data
struktur untuk menyimpan data struktur protein dan asam nukleat.
Pangkalan data utama untuk sekuens asam nukleat saat ini adalah GenBank
(Amerika Serikat), EMBL (the European Molecular Biology Laboratory,
Eropa), dan DDBJ (DNA Data Bank of Japan, Jepang). Ketiga pangkalan data
tersebut bekerja sama dan bertukar data secara harian untuk menjaga
keluasan cakupan masing-masing pangkalan data. Sumber utama data sekuens
asam nukleat adalah submisi (pengumpulan) langsung dari peneliti
individual, proyek sekuensing genom, dan pendaftaran paten. Selain
berisi sekuens asam nukleat, entri dalam pangkalan data sekuens asam
nukleat pada umumnya mengandung informasi tentang jenis asam nukleat
(DNA atau RNA), nama organisme sumber asam nukleat tersebut, dan segala
sesuatu yang berkaitan dengan sekuens asam nukleat tersebut.
Selain asam nukleat, beberapa contoh pangkalan data penting yang
menyimpan sekuens primer protein adalah PIR (Protein Information
Resource, Amerika Serikat), Swiss-Prot (Eropa), dan TrEMBL (Eropa).
Ketiga pangkalan data tersebut telah digabungkan dalam UniProt, yang
didanai terutama oleh Amerika Serikat. Entri dalam UniProt mengandung
informasi tentang sekuens protein, nama organisme sumber protein,
pustaka yang berkaitan, dan komentar yang pada umumnya berisi penjelasan
mengenai fungsi protein tersebut.
Perangkat bioinformatika yang berkaitan erat dengan penggunaan pangkalan
data sekuens Biologi ialah BLAST (Basic Local Alignment Search Tool).
Penelusuran BLAST (BLAST search) pada pangkalan data sekuens
memungkinkan ilmuwan untuk mencari sekuens baik asam nukleat maupun
protein yang mirip dengan sekuens tertentu yang dimilikinya. Hal ini
berguna misalnya untuk menemukan gen sejenis pada beberapa organisme
atau untuk memeriksa keabsahan hasil sekuensing atau untuk memeriksa
fungsi gen hasil sekuensing. Algoritma yang mendasari kerja BLAST adalah
penyejajaran sekuens.
PDB (Protein Data Bank, Bank Data Protein) ialah pangkalan data tunggal
yang menyimpan model struktur tiga dimensi protein dan asam nukleat
hasil penentuan eksperimental (dengan kristalografi sinar-X,
spektroskopi NMR, dan mikroskopi elektron). PDB menyimpan data struktur
sebagai koordinat tiga dimensi yang menggambarkan posisi atom-atom dalam
protein atau pun asam nukleat.
Sumber : http://bioinformatika-q.blogspot.com/
Anggota kelompok :
Sumber : http://bioinformatika-q.blogspot.com/
Anggota kelompok :
- Arie Surya G. : http://ryuseifer.blogspot.com/2014/06/bioinformatika_22.html
- Pulung B. :
- Rudy E. : http://ebookrudy.wordpress.com/2014/06/22/bio-informatika/
- Rama O. B. : http://bosadetaqwa.wordpress.com/2014/06/21/bio-informatika/