Bioinformatika (bahasa
Inggris : bioinformatics) adalah (ilmu yang
mempelajari) penerapan teknik komputasional
untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis.
Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika,
statistika,
dan informatika untuk
memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta
informasi yang berkaitan dengannya. Contoh topik utama bidang ini meliputi basis data
untuk mengelola informasi biologis, penyejajaran sekuens (sequence alignment),
prediksi struktur untuk meramalkan bentuk struktur protein maupun
struktur sekunder RNA,
analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen.
SEJARAH
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.
CABANG-CABANG YANG
TERKAIT DENGAN BIOINFORMATIKA
Dari pengertian Bioinformatika yang
telah dijelaskan, kita dapat menemukan banyak terdapat banyak cabang-cabang
disiplin ilmu yang terkait dengan Bioinformatika, terutama karena
bioinformatika itu sendiri merupakan suatu bidang interdisipliner. Hal
tersebut menimbulkan banyak pilihan bagi orang yang ingin mendalami
Bioinformatika.
Biophysics
Adalah sebuah bidang interdisipliner yang
mengalikasikan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur dan
fungsi biologi (British Biophysical Society). Disiplin ilmu ini terkait dengan
Bioinformatika karena penggunaan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk memahami
struktur membutuhkan penggunaan TI.
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.
Medical Informatics
Menurut Aamir Zakaria [ZAKARIA2004]
Pengertian dari 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.” Medical informatics 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”.
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). Kemungkinan penggunaan TI untuk
merencanakan secara cerdas dan dengan mengotomatiskan proses-proses yang
terkait dengan sintesis kimiawi dari komponenkomponen pengobatan merupakan
suatu prospek yang sangat menarik bagi ahli kimia dan ahli biokimia.
Genomics
Genomics adalah bidang ilmu yang
ada sebelum selesainya sekuen genom, kecuali dalam bentuk yang paling kasar.
Genomics adalah setiap usaha untukmenganalisa 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 yang representatif.
Mathematical Biology
Mathematical biology juga
menangani masalah-masalah biologi, namun metode yang digunakan untuk menangani
masalah tersebut tidak perlu secara numerik dan tidak perlu diimplementasikan
dalam software maupun hardware.
Menurut Alex Kasman [KASMAN2004] Secara umum mathematical
biology melingkupi semua ketertarikan teoritis yang tidak perlu merupakan
sesuatu yang beralgoritma, dan tidak perlu dalam bentuk molekul, dan tidak
perlu berguna dalam menganalisis data yang terkumpul.
Proteomics
Istilah proteomics pertama kali
digunakan untuk menggambarkan himpunan dari protein-protein yang tersusun (encoded)
oleh genom. Michael J. Dunn [DUNN2004], mendefiniskan kata “proteome” sebagai:
“The PROTEin complement of the genOME“. Dan mendefinisikan 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”.
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
ekspresi gen di dalam baik patogen maupun induk selama terjadinya infeksi, atau
maupun dengan memeriksa karakteristik pola-pola ekspresi yang ditemukan dalam
tumor atau contoh dari pasien untuk kepentingan diagnosa (kemungkinan untuk
mengejar target potensial terapi kanker).
Istilah pharmacogenomics digunakan
lebih untuk urusan yang lebih “trivial” — tetapi dapat diargumentasikan lebih
berguna– dari aplikasi pendekatan Bioinformatika pada pengkatalogan dan
pemrosesan informasi yang berkaitan dengan ilmu Farmasi dan Genetika, untuk
contohnya adalah pengumpulan informasi pasien dalam database.
Pharmacogenetics
Pharmacogenetics adalah bagian
dari pharmacogenomics yang menggunakan metode genomik/Bioinformatika
untuk mengidentifikasi hubungan-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.
Gambaran dari sebagian bidang-bidang yang
terkait dengan Bioinformatika di atas memperlihatkan bahwa Bioinformatika
mempunyai ruang lingkup yang sangat luas dan mempunyai peran yang sangat besar
dalam bidangnya. Bahkan pada bidang pelayanan kesehatan Bioinformatika
menimbulkan disiplin ilmu baru yang menyebabkan peningkatan pelayanan
kesehatan.
