Bioinformatika (bahasa
Inggris: bioinformatics) adalah (ilmu yang mempelajari) penerapan
teknikkomputasional 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.
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 datauntuk
mengelola informasi hayati, penyejajaran sekuens (sequence alignment),
prediksi struktur untuk meramalkan struktur protein atau pun
struktur sekunder RNA,
analisis filogenetik,
dan analisis ekspresigen.
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 awal1950an) 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), namaorganisme 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), danTrEMBL (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 sekuensingatau 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 (dengankristalografi
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://id.wikipedia.org/wiki/Bioinformatika
: http://bioinformatika-q.blogspot.com/
