Sebuah Pengantar kepada bio-komputasi dan Internet ~ Saragih Online

Selasa, 04 Agustus 2009

Sebuah Pengantar kepada bio-komputasi dan Internet

21.04

absaragih

Pengantar ini ditulis bagi para pemula yang awam mengenai bioinformatika dan ingin mecoba untuk mengenal dan memahami mengenai apa sebenarnya bioinformatika. Tulisan ini sebenarnya adalah rangkuman dari mata kuliah bioinformatika yang saya ikuti beberapa tahun lalu. Disini saya sedikit membagi pengalaman saya. Semoga dengan ditulisnya tulisan mengenai bioinformatika ini dapat bermanfaat bagi orang-orang yang membutuhkan.

Untuk versi format pdf lengkap dari tulisan ini sudah saya upload dan dapat didownload pada tombol disamping

Sebelum mengenal lebih jauh, ada hal yang harus kita fahami sebagai dasar ilmu yang akan kita pelajari ini.

Apa sebenarnya bioinformatika itu?

Bioinformatikan dapat didefinisikan sebagai suatu badan dari perangkat algoritma yang digunakan untuk menangani informasi-informasi biologis yang amat sangat besar sekali. Dalam beberapa literatur, bioinformatika ini juga disebutkan sebagai suatu disiplin ilmu baru yang tercipta dari penggabungan antara ilmu biologi dan ilmu komputer sains. Disisi lain, NCBI mendefinisikan bahwa "Bioinformatika adalah suatu bagian ilmu sains yang menggabungkan antara ilmu sains biologi, sains komputer dan teknologi informasi menjadi satu disiplin ilmu.

Bioinformatika pada mulanya diaplikasikan pertama kali untuk melakukan sequensing DNA secara otomatis pada tahun 1990 dengan produk pertama yang berhasil disekuensing adalah jam

ur roti, Saccharomyces cerevisiae. Selanjutnya dalam perkembangannya, pada september 1999, Celera Genomics berhasil melakukan sequensing lengkap pada genome lalat Drosophila. Berangkat dari perkembangan inilah maka selanjutnya saat ini sudah lebih dari 3miliar bp dari sequen genom manusia berhasil di dapatkan dibawah kerja dari dua perusahaan besar dalam dunia bioinformatika, Human Genome Project dan Celera.

Selain itu, jutaan basepairs dari berbagai macam makhluk hidup juga telah berhasil ditemukan genomnya, baik berupa Whole-genome Shotgun maupun Map-based, dimana semua data tersebut ditangani oleh suatu individual computer, dapat disebut juga sebagai sebuah PC.

Perkembangan bioinformatika di abad 21 sangat pesat sekali, dari suatu sumber database disebutkan bahwa pada sekitar tahun 1995 telah didata sekitar 1 juta nukleotida, dan perkembangan diatas tahun 2000 menunjukkan lebih dari 8 juta nukleotida yang sudah berhasil di'genrate'dengan menggunakan berbagai macam metode, seperti Genomics, Microarray, Proteoics, Metablomocis, Glycomics, dan lain sebagainya.

Jika kita ingin menelaah kembali, sebenarnya untuk mengetahui dan menyusun suatu genom sama seperti ketika kita ingin menyusun puzzle yang memiliki jutaan potongan yang secara logika tidak dapat dilakukan secara manual dalam waktu yang singkat. Bahkan membutuhkan waktu berbulan-bulan hingga bertahun-tahun untuk dapat menyusun puzzle sebanyak itu. Disinilah bioinformatika berperan dalam membantu menyelesaikan masalah tersebut.

Kita kembali menengok sekilas masa lalu...

Pada tahun 1960'an, merupakan tahun kelahiran dari teknologi bioinformatika ini, dimana Margaret Oakley Dayhoff pertama kali menemukan Database protein dan program sederhana yang dapat digunakan untuk menyusun sequen, untuk pertama kalinya dalam sejarah manusia, yang dalam aplikasinya secara garis besar membutuhkan seperangkat komputer (yang tentunya komputer tercanggih pada zaman itu) dan algoritma yang mampu melakukan Access, processing, storing, sharing, retrieving, visualizing, hingga annotating data.

Saat ini, kemajuan dalam bioinformatika sangat meningkat, terutama dengan meningkatnya penggunaan internet di seluruh pelosok dunia, memungkinkan samua database bioinformatika dapat diakses dan di pantau melalui jaringan internet ini. Sebagai contoh, proyek 'omics' dan asosiasi informasi telah menyetorkan data dalam jumlah yang amat sangat besar sekali kedalam komputer melalui jaringan internet keseluruh dunia sehingga dapat diakses dimana saja, dan dapat terus dipantau ke'up-to-date'annya dengan sangat mudah melalui internet. Singkat kata, saat ini, jika kita membutuhkan suatu data mengenai bioinformatika, kita cukup melakukan request melalui komputer/laptop yang tersambung dengan jalur internet mengenai data base yang ingin kita ketahui atau diteliti, maka secara real time reques kita tersebut akan langsung berhubungan dengan database yang telah disediakan di server yang menyediakan bioinformatika. Dari database tersebut selanjutnya kita dapatlangsung memproses data yang kita inginkan melalui berbagai macam perangkat bioinformatika, seperti Blast, MEME, Mast, dan sebagainya, dan langsung dapat kita terima di layar monitor kita.

Saat ini sudah lebih dari 50 perusahaan yang terjun didunia bioinformatika, diantaranya seperti, Genomatrix Software, CuraGen, AlphaGene,LabOnWeb.com, NetGenics, dan sebagainya. Perusahaan-perusahaan tersebut melakukan aransemen komputasi untuk bioinformatika dengan berbagai pendekatan, diantaranya :

1. Similarity search

2. Seguence comparison : Alignment, multiple alignment, retrieval

3. Sequence analysis : Signal peptide, transmembrane domain,...

4. Protein folding : secondary structure from sequence

5. Sequence evololution : phylogenetic trees

yang secara umum memiliki konsep kerja sebagai berikut :

Perlu diketahui pula bahwa semua kerja bioinformatika tersebut dapat juga dikerjakan dalam satu paket software yang dapat menjalankan semua jenis algoritma yang berhubungan dengan bioinformatika tersebut.