Sejarah
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.
Istilah bioinformatics mulai
dikemukakan pada pertengahan era 1980-an untuk mengacu pada penerapan komputer
dalam biologi. Namun demikian, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika
(seperti pembuatan basis data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens
biologis) sudah dilakukan sejak tahun 1960-an.
Kemajuan teknik biologi molekular
dalam mengungkap sekuens biologis dari protein (sejak awal 1950-an) dan asam
nukleat (sejak 1960-an) mengawali perkembangan basis data dan teknik analisis
sekuens biologis. Basis data sekuens protein mulai dikembangkan pada tahun
1960-an di Amerika Serikat, sementara basis data sekuens DNA dikembangkan pada
akhir 1970-an di Amerika Serikat dan Jerman (pada European Molecular Biology
Laboratory, Laboratorium Biologi Molekular Eropa). Penemuan teknik sekuensing
DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970-an menjadi landasan terjadinya
ledakan jumlah sekuens DNA yang berhasil diungkapkan pada 1980-an dan 1990-an,
menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek pengungkapan genom,
meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya
menyebabkan lahirnya bioinformatika.
Perkembangan Internet juga mendukung
berkembangnya bioinformatika. Basis data bioinformatika yang terhubung melalui
Internet memudahkan ilmuwan mengumpulkan hasil sekuensing ke dalam basis data
tersebut maupun memperoleh sekuens biologis sebagai bahan analisis. Selain itu,
penyebaran program-program aplikasi bioinformatika melalui Internet memudahkan
ilmuwan mengakses program-program tersebut dan kemudian memudahkan
pengembangannya.
Bidang-bidang yang terkait dengan
BioInformatika
1. 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.
2. Informatika Medis
Sebagai pembelajaran, penemuan, dan
implementasi dari struktur dan algoritma untuk meningkatkan komunikasi,
pengertian, dan manajemen informasi medis
3.Komputasional Biologi
Bidang ini fokus pada Computational
Biology adalah gerak evolusi, populasi, dan biologi teoritis daripada biomedis
dalam molekul dan sel.
4. Proteomics
Bidang ini menggunakan
bioinformatika untuk menyelidiki protein yang tersusun oleh genomika
5.Biofisika
Merupakan sebuah bidang berdasarkan
teknik-teknik dari ilmu fisika untuk memahami struktur dan ilmu biologi. Ilmu
ini terkait dengan bioinformatika karena untuk mengenal teknik-teknik dari ilmu
fisika untuk memahami struktur tersebut membutuhkan penggunaan TI.
Bioinformatika
dalam Dunia Kedokteran
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.
2. Bioinformatika
untuk penemuan obat
Penemuan obat yang efektif adalah
penemuan senyawa yang berinteraksi dengan asam amino yang berperan untuk
aktivitas (active site) dan untuk kestabilan enzim tersebut. Karena itu analisa
struktur dan fungsi enzim ini biasanya difokuskan pada analisa asam amino yang
berperan untuk aktivitas (active site) dan untuk kestabilan enzim tersebut..
Dengan adanya Bioinformatika, data-data protein yang sudah dianalisa bebas
diakses oleh siapapun, baik data sekuen asam amino-nya seperti yang ada di
SWISS-PROT (http://www.ebi.ac.uk/swissprot/) maupun struktur 3D-nya yang
tersedia di Protein Data Bank (PDB) (http://www.rcsb.org/pdb/). Dengan database
yang tersedia ini, enzim yang baru ditemukan bisa dibandingkan sekuen asam
amino-nya, sehingga bisa diperkirakan asam amino yang berperan untuk active
site dan kestabilan enzim tersebut. Hasil perkiraan kemudian diuji di
laboratorium. Dengan demikian, akan lebih menghemat waktu dari pada analisa
secara random.
Bioinformatika dalam
Sistem Informasi Geografi (SIG)
1. SIG adalah
Pengintegrasian data sistem informasi geografi (SIG) seperti peta, sistem
cuaca, dengan hasil kesehatan dan data genotipe, akan membantu kita untuk
memprediksi hasil sukses dari penelitian agrikultural.Dengan adanya
bioinformatika yang sudah menjalar pada beberapa bidang membuat kita lebih
dimudahkan dalam menyelesaikan masalah. Ini membuktikan bahwa setiap
waktunya teknologi berkembang sangat pesat dan kita sangat membutuhkannya untuk
mempermudah hidup. Tentu diharapkan kemajuan ini tidak hanya berhenti sampai
disini, melainkan ada inovasi-inovasi baru dalam bioinformatika yang
dapat dibuat dibidang lain.
