BIOINFORMATIKA : TEKNOLOGI UNTUK ILMU BIOLOGI

Bioinformatika merupakan sebuah disiplin ilmu yang mempelajari penerapan teknik komputasi untuk diterapkan dalam pengelolaan dan analisis biologis. Bidang ini mencakup penerapan dalam ilmu matematika, statistika dan informatika untuk memecahkan masalah biologis, terutama dalam hal DNA dan asam amino serta informasi yang terkait dengan kedua hal itu.

Bioinformatika berupa sistem manajemen informasi yang meliputi database biologi molekul dan software sebagai tools untuk mengelola dan menganalisis data biologis.

Munculnya bioinformatics diharapkan dapat mengorganisasi penyimpanan data biologi sehingga memudahkan ilmuwan mengkases data di dalam database dan mengunggah data terbaru ke dalam database. Contoh database genom yaitu GenBank/NCBI (National Centre of Biotechnology Information, Amerika Serikat), EMBL (European Molecular Biologi Laboratory, Eropa), dan DDBJ (DNA Data Bank of Japan). Selain itu, dengan munculnya bioinformatics sebagai displin ilmu baru baik di dunia biologi molekuler maupun teknik informatika, maka diharapkan akan lahir program-program bioinformatika baru yang lebih maju dan inovatif dalam mengolah dan menyimpan database molekuler. Program bioinformatika juga diharapkan dapat dipakai untuk menganalisis data biologi seperti genomik (terkait urutan DNA organisme), proteomik (terkait protein dalam sel/jaringan), atau metagenomik (terkait genom mikroba) sehingga dapat mengungkap berbagai fenomena sains.

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.

TEKNOLOGI DI DALAM BIOINFORMATIKA
Bioinformatika menggabungkan berbagai bidang ilmu komputer, matematika, dan engineering untuk memproses data biologi. Supercomputer digunakan untuk membaca dan memproses data biologi supaya hasilnya semakin cepat didapatkan. Berbagai sistem informasi dan database digunakan untuk menyimpan dan menyusun data biologi. Dalam menganalisa data biologi, juga diperlukan berbagai algoritma Artificial Intelligence, Machine Learning, Soft Computing, Data Mining, Image Processing, dan Simulation.

TEKNOLOGI DAN INOVASI MICROSOFT DI BIDANG BIOINFORMATIKA

1. Microsoft Bioinformatics Initiative

Program “Microsoft Bioinformatics Initiative” yang terdiri dari dua komponen utama :

• .NET BIO : .NET Bio merupakan suatu tool yang bisa ditambahkan ke framework pemrograman netral bahasa .NET yang awalnya ditujukan untuk mendukung penelitian di bidang genomik. Sekarang ini .NET Bio mendukung berbagai formal file bioinformatika; berbagai algoritma untuk manipulasi sekuens protein, RNA, dan DNA; dan pasangan konektor untuk terhubung ke layanan web biologi seperti NCBI BLAST. .NET Bio menggunakan lisensi sumber terbuka, dan semua dokumentasi, aplikasi demo, kode sumber, dan executable file bisa didownload dari situs Codeplex
• Microsoft Biology Tools (MBT) : The Microsoft Biology Tools (MBT) merupakan kumpulan tool yang bisa digunakan para peneliti bioinformatika dan biologi supaya lebih produktif dalam menemukan berbagai penemuan sains. Tool di dalam katalog MBT bebas digunakan, dan juga termasuk didalamnya kode sumber terbuka dan berbagai proyek kolaborasi sumber terbuka. Contoh tool-tool di dalam katalog MBT bisa dilihat di sini : http://research.microsoft.com/en-us/projects/bio/mbt.aspx 

2. BioHPC

BioHPC merupakan implementasi HPC untuk para peneliti biologi. HPC adalah High Performance Computing, yang memanfaatkan sebanyak mungkin sumber daya komputer yang ada untuk menyelesaikan satu tugas berat dengan lebih singkat. HPC merevolusi ilmu biologi dengan cara memberi para ahli biologi kemampuan proses dan analisa data yang sangat besar yang tidak terbayangkan beberapa dekade lalu. Namun sayangnya kebanyakan ahli biologi tidak memiliki keahlian komputer ataupun sarana komputer yang memadai. Microsoft bekerjasama dengan Unit Layanan Biologi Komputasi Universitas Cornell untuk menyediakan kekuatan HPC bagi ribuan peneliti di seluruh dunia.

BioHPC khusus ditujukan pada peneliti bioinformatika, sehingga bersifat sangat powerful tetapi mudah sekali digunakan dan tidak perlu ahli komputer dengan keahlian khusus untuk mengoperasikannya.

BioHPC bisa diakses melalui Universitas Cornell bagi user yang terdaftar. Namun BioHPC juga bisa diunduh secara gratis dan memiliki kode sumber terbuka bagi setiap peneliti di seluruh dunia.

Semenjak dipasang pada tahun 2003, BioHPC telah melakukan lebih dari 80.000 proses komputasi yang berat yang dikirim oleh lebih dari 7.200 peneliti dari 80 negara di dunia.

3. Windows Azure Bioinformatics

Windows Azure merupakan satu layanan komputasi awan Microsoft yang bisa digunakan untuk menyelesaikan berbagai tugas bioinformatika dengan cepat.

Salah satu aplikasi killer untuk Windows Azure di bidang bioinformatika ini adalah NCBI BLAST untuk Windows Azure.

NCBI Blast merupakan implementasi Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) dari National Center for Biotechnology Information (NCBI). BLAST merupakan sekumpulan program yang dirancang untuk mencari semua kemiripan antara sebuah protein atau DNA dan sekuensnya yang sudah diketahui dari seluruh database kemungkinan yang ada. Peneliti memerlukan kemampuan ini untuk mengetahui fungsi dan manfaat dari sebuah produk genetik.

MANFAAT BIOINFORMATIKA 
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. McDonald dari Indiana University School of Medicine pada tahun 1972. McDonald pertama kali mengaplikasikan EMR pada 33 orang pasien penyakit gula (diabetes). Sekarang EMR ini telah diaplikasikan pada berbagai penyakit. Data yang disimpan meliputi data analisa diagnosa laboratorium, hasil konsultasi dan saran, foto ronsen, ukuran detak jantung, dll. Dengan data ini dokter akan bisa menentukan obat yang sesuai dengan kondisi pasien tertentu. Lebih jauh lagi, dengan dibacanya genom manusia, akan memungkinkan untuk mengetahui penyakit genetik seseorang, sehingga personal care terhadap pasien menjadi lebih akurat.

2. Bioinformatika dalam bidang Virologi
Khusus di bidang Virologi (ilmu virus), kemajuan bioinformatika telah berperan dalam mempercepat kemajuan ilmu ini. Sebelum kemajuan bioinformatika, untuk mengklasifikasikan virus kita harus melihat morfologinya terlebih dahulu. Untuk melihat morfologi virus dengan akurat, biasanya digunakan mikroskop elektron yang harganya sangat mahal sehingga tidak bisa dimiliki oleh semua laboratorium. Selain itu, kita harus bisa mengisolasi dan mendapatkan virus itu sendiri.

3. Bioinformatika Untuk Penemuan Obat
Cara untuk menemukan obat biasanya dilakukan dengan menemukan zat/senyawa yang dapat menekan perkembangbiakan suatu agent penyebab penyakit. Karena perkembangbiakan agent tersebut dipengaruhi oleh banyak faktor, maka faktor-faktor inilah yang dijadikan target. Diantaranya adalah enzim-enzim yang diperlukan untuk perkembangbiakan suatu agent Mula mula yang harus dilakukan adalah analisa struktur dan fungsi enzim-enzim tersebut.Kemudian mencari atau mensintesa zat/senyawa yang dapat menekan fungsi dari enzim-enzim tersebut.

4. Bioinformatika Untuk Identifikasi Agent Penyakit Baru
Bioinformatika juga menyediakan tool yang sangat penting untuk identifikasi agent penyakit yang belum dikenal penyebabnya. Banyak sekali penyakit baru yang muncul dalam dekade ini, dan diantaranya yang masih hangat adalah SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome).

5. Bioinformatika Untuk Identifikasi Agent Penyakit Baru
Bioteknologi telah diterapkan secara luas dalam bidang pertanian, antara lain yaitu:
Pupuk Hayati (biofertiliser) yaitu suatu bahan yang berasal dari jasad hidup, khususnya mikrobia yang digunakan untuk meningkatkan kuantitas dan kualitas produksi tanaman.
Kultur in vitro, yaitu pembiakan tanaman dengan menggunakan bagian tanaman yang ditumbuhkan pada media bernutrisi dalam kondisi aseptik.
Kultur in vitro memungkinkan perbanyakan tanaman secara massal dalam waktu yang singkat.
Teknologi DNA Rekombinaan, pengembangan tanaman transgenik, misalnya galur tanaman transgenik yang membawa gen cry dari Bacillus thuringiensis untuk pengendalian hama.

PROFIL BIOINFORMATIKA

sumber :

http://tugasblogmafr.blogspot.com/2014/06/bioinformatika.html

http://tonyseno.blogspot.com/2013/06/bioinformatika-dipandang-dari-berbagai.html

http://ianspace.wordpress.com/2011/05/01/bioinformatika/

gambar : http://google.com