BIOINFORMATIKA

      Bioinformatika adalah aplikasi teknologi komputer untuk manajemen informasi biologi. Komputer yang digunakan untuk mengumpulkan, menyimpan, menganalisis dan mengintegrasikan informasi biologis dan genetik yang kemudian dapat diterapkan untuk penemuan obat berbasis gen-dan pengembangan. Kebutuhan untuk kemampuan Bioinformatika telah dipicu oleh ledakan informasi genomik tersedia untuk umum yang dihasilkan dari Proyek Genom Manusia yang terdapat dalan DNA. Tujuan dari proyek ini - penentuan urutan seluruh genom manusia (sekitar tiga miliar pasangan basa) ilmu Bioinformatika, yang merupakan perpaduan antara biologi molekuler dengan ilmu komputer, adalah penting untuk penggunaan informasi genomik dalam memahami penyakit manusia dan dalam identifikasi target molekul baru untuk penemuan obat.  Dalam pengakuan ini, banyak universitas, lembaga pemerintah dan perusahaan farmasi telah membentuk kelompok bioinformatika, yang terdiri dari ahli biologi komputasi dan ilmuwan bioinformatika komputer. kelompok tersebut akan menjadi kunci untuk mengungkap massa informasi yang dihasilkan oleh usaha sekuensing skala besar berlangsung di laboratorium di seluruh dunia. Kemajuan bioteknologi dan teknologi informasi dilatarbelakangi oleh ledakan data (data explosion) observasi biologi sebagai hasil yang dicapai dari kemajuan bioteknologi. Contohnya adalah pertumbuhan pesat database DNA pada GenBank. Genbank adalah database utama dalam biologi molekuler, yang dikelola oleh NCBI (National Center for Biotechnology Information) di AS.

Kemampuan untuk memahami dan memanipulasi kode genetik DNA ini sangat didukung oleh teknologi informasi melalui perkembangan hardware dan software. 
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).
Peluang Ilmu bioinformatika lahir atas insiatif para ahli ilmu komputer berdasarkan artificial intelligence. Mereka berpikir bahwa semua gejala yang ada di alam ini bisa dibuat secara artificial melalui simulasi dari gejala-gejala tersebut. Untuk mewujudkan hal ini diperlukan data-data yang yang menjadi kunci penentu tindak-tanduk gejala alam tersebut, yaitu gen yang meliputi DNA atau RNA. Bioinformatika ini penting untuk manajemen data-data dari dunia biologi dan kedokteran modern.  Perangkat utama Bioinformatika adalah program software dan didukung oleh kesediaan internet.
Sejarah bioinformatika 
• 1960an: penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika seperti pembuatan pangkalan data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens biologi. 
• 1960an: Pangkalan data sekuens protein mulai dikembangkan di Amerika Serikat. 
• 1970an: pangkalan data sekuens DNA dikembangkan di Amerika Serikat dan Jerman pada Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (European Molecular Biology Laboratory).
• 1970an: Penemuan teknik sekuensing DNA 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.
• 1980an: Bioinformatika pertamakali dikemukakan untuk mengacu kepada penerapan ilmu komputer dalam bidang biologi. Tepatnya, istilah Bioinformatika pertama kali diperkenalkan pada 1979 oleh Paulien Hogeweg.   

             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. Kemajuan ilmu Bioinformatika ini lebih didesak lagi oleh genome project yang dilaksanakan di seluruh dunia dan menghasilkan tumpukan informasi gen dari berbagai makhluk hidup, mulai dari makhluk hidup tingkat rendah sampai makhluk hidup tingkat tinggi.
             

          Tools bioinformatika

1. 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.

2. 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.

Masih banyak kendala dalam bioinformatika, di antaranya adalah kesulitan untuk menemukan semua gen dari organisme, mengidentifikasi dan menjelaskan tentang gen-gen tersebut, kesulitan dalam membandingkan kemiripan DNA/protein yang ada, dan seterusnya. Namun semakin canggihnya komputer membuat bioinformatika patut optimis. Karena komputer hanya bisa membuat data dan mereka tidak memberikan jawaban, dunia ini masih memerlukan banyak orang yang mau dan mampu memberikan jawaban atas persoalan biologis yang bermanfaat bagi kehidupan di dunia.

Bidang-Bidang Yang Terkait Bioinformatika

     

    Proses kimia yang intensif dan lambat. Sampai beberapa waktu yang lalu, disain obat dianggap harus selalu menggunakan kerja yang intensif, proses uji dan gagal (trial-error process). Kemungkinan penggunaan TI untuk merencanakan secara cerdas dan dengan mengotomatiskan proses-proses yang terkait dengan sintesis kimiawi dari komponen-komponen pengobatan merupakan suatu prospek yang sangat menarik  bagi ahli kimia dan ahli biokimia. Penghargaan untuk menghasilkan obat yang dapat dipasarkan secara lebih cepat sangatlah besar, sehingga target inilah yang merupakan inti dari cheminformatics. Ruang lingkup akademis dari cheminformatics ini sangat luas. Contoh bidang minatnya antara lain: Synthesis Planning, Reaction and Structure Retrieval, 3-D Structure Retrieval, Modelling, Computational Chemistry, Visualisation Tools and Utilities.

1. Genomics

          Genomics adalah bidang ilmu yang ada sebelum selesainya sekuen genom, kecuali dalam bentuk yang paling kasar. Genomics adalah setiap usaha untuk menganalisa 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.
     2. Mathematical Biologi

       Mathematical biology lebih mudah dibedakan dengan Bioinformatika daripada computational biology dengan Bioinformatika. 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.

3.  Proteomics

   Istilah proteomics pertama kali digunakan untuk menggambarkan himpunan dari  protein

protein yang tersusun (encoded) oleh genom. Ilmu yang mempelajari  proteome, yang disebut proteomics, pada saat ini tidak hanya memperhatikan semua protein di dalam sel yang diberikan, tetapi juga himpunan dari semua  bentuk isoform dan modifikasi dari semua protein, interaksi diantaranya, deskripsi struktural dari proteinprotein dan kompleks-kompleks orde tingkat tinggi dari  protein, dan mengenai masalah tersebut hampir semua pasca genom.

.

4. 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 .

5    5. Pharmacogenetics

  Tiap individu mempunyai respon yang berbeda-beda terhadap berbagai  pengaruh obat; sebagian ada yang positif, sebagian ada yang sedikit perubahan yang tampak pada kondisi mereka dan ada juga yang mendapatkan efek samping atau reaksi alergi. Sebagian dari reaksi-reaksi ini diketahui mempunyai dasar genetik. 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.

Sumber :

 Indonesia,http://kambing.ui.ac.id/bebas/v06/Kuliah/SistemOperasi/2003/50/Bioinf

ormatika.pdf  http://id.wikipedia.org/wiki/Bioinformatika

http://www.unpad.ac.id