MALANG - Para pengguna awal Bioinformatika pasti bertanya-bertanya, apakah sebenarnya Bioinformatika itu? Secara singkat, Bioinformatika itu merupakan sebuah sebuah teknologi pengumpulan, penyimpanan, analisis, interpretasi, dan pengaplikasian dari data-sata biologi molekul. Lahirnya ilmu bioinformatika itu sendiri merupakan inisiatif para ahli komputer berdasarkan artificial intelligence (kecerdasan buatan). Hal itu dikarenakan mereka berpikir bahwa segala gejala yang ada di alam ini dapat dibuat secara artificial dengan simulasi dari gejala-gejala tersebut. Untuk mewujudkan keinginan tersebut, dibutuhkan data-data yang akan menjadi penentu gejala alam tersebut. Apa saja yang dibutuhkan? Gen, yang meliputi DNA atau RNA. 

Perangkat yang paling dibutuhkan oleh Bioinformatika adalah software yang didukung oleh internet atau server World Wide Web (WWW), dan syarat utama yang dibutuhkan dalam bioinformatika adalah database. Database utama DNA berada di GenBank (Amerika Serikat), database Protein berada di Swiss-Pot (Swiss) sebagai skuen asam amino dan Protein Data Bank (PDB) sebagai struktur tiga dimensi. 

Kajian baru mengenai Bioinformatika akan terus mengikuti perkembangan biologi molekul modern yang ditandai oleh kemampuan manusia dalam memahami genom, yaitu cetak biru mengenai informasi genetik yang mengkonfirmasi sifat individu setiap makhluk hidup dan disandi dalam bentuk pita molekul DNA (asam deoksiribonukleat). Pemahaman serta manipulasi kode genetik DNA didukung oleh TI melalui perngkat keras maupun lunak. Melalui Bioinformatika, data-data yang yang telah dikumpulkan dari hasil proyek genom bisa disimpan dan digunakan dengan teratir untuk waktu yang singkat dan memiliki tingkat akurasi yang tinggi. Selain itu, data tersebut dapat dianalisa menggunakan program-program yang telah dibuat untuk mencapai tujuan tertentu.

Ada beberapa penerapan utama yang dapat di aplikasikan dalam bioinformatika:

Basis data sekiens biologi

Basis data meruapak sebuah teknik untuk mengumpulkan informasi yang akan disimpan ke dalam komputer secara sistematik agar dapat di periksa menggunakan suatu program agar bisa mendapatkan informasi dari basis data tersebut. Data yang disimpan sesuai dengan jenis informasi biologis, basis data sekuens biologis bisa berupa basis data primer yang digunakan sebagai penyimpan sekuens primer asam nuklear maupun protein,  basis data sekunder berguna untuk menyimpan motif sekuens, lalu basis data struktur berguna untuk menyimpan data strukturbproten ataupun asam nukleat.

BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) adalah alat dalam bioinformatoka yang berhubgna erat dengan penggunaan basis data sekuens biologis. BLAST dalam  basis data sekuens membantu ilmuan untuk mencaritahu sekuens asam nukleat ataupun protein yang memiliki keimiripan dengan sekuens tertentu yang dimiliki. Kegunaanya untuk menemukan gen yang sehenis untuk beberapa organisme atau mencari kecocokan hasil sekuensing atau untuk memeriksa fungsi dari gen hasil sekuensing.

Penyejajaran sekuens

Sequence alignment adalah sebuah metode atau teknik dasar dalam analisis sekuens yang digunakan untuk mempelajari evolusi sekuens-sekuens dari leluhur yang sama atau dapat disebut sebagai common ancestor. Penyejajaran sekuens (sequence alignment) merupakan teknik penyusunan dua atau lebih sekuens yang akhirnya menghasilkan persamaan dari sekuens-sekuens menjadi tampak nyata. Hasil tersebut biasanya dapat disebut sebagai sequence alignment atau alignment saja. Umumnya, barus sekuens di dalam suatu alignment aiberikan sebuah sisipan (“-“) hingga kolomnya dapat memuat karakter yang identik atau sama antara sekuens-sekuens tersebut. Contohnya, alignment DNA yang dari dua sekuens DNA yang berbeda, "ccatcaac" dan "caatgggcaac" . 

 Prediksi struktur protein

Secara umum, teknik atau metode prediksi struktrur protein dapat dikategorikan dalam dua bagian, yaitu metode pemodelan protein komparatif dan metode pemodelan de novo. 

Pemodelan protein komparatif (comparative protein modelling) melihat struktur protein berdasarkan struktur proten lainnya yang sudah diketahui. Salah satu contoh dari metode ini adalah pemodelan homologi (homology modelling) yang artinya memprediksi struktur tersier protein melalui persamaan struktur premier protein.

Melalui pendekatan de novo atau ab initio, struktur protein ditentukan melalui sekuens primer tanpa membandingkan dengan adanya struktur protein lain. Ada banyak kemungkinan dalam pendekatan ini, menirukan proses pelipatan (folding) protein dari sekuens primernya menjadi struktur tersiernya atau dengan optimisasi global fungsi energi protein.  Namun, prosedur lebih sering membutuhkan proses komputasi yang lebih intens karena hingga saat ini hanya digunakan untuk menentukan struktur protein-proteikn kecil.

 Analisis ekspresi gen

Ekspresi gen merupakan rangkaian dari proses penerjemahan informasi genetik dalam bentuk protein atau bisa lebih jauh lagi fenotipe(pada DNA atau RNA dalam bentuk urusan basa). 

Informasi yang dibawa oleh bahan genetik biasanya tidak memiliki makna apapaun bagi sebuah organisme apabila tidak diinterpasikan menjadi fenotipe. Untuk mengukur kadar mRNA, ekspresi gen dapat digunankan dalam berbagai teknik. Sebagai contoh, microarray ataupun Serial Analysis of Gene Expression ["Analisis Serial Ekspresi Gen", SAGE]

 Analisis filogenetika

Filogenetik merupakan studi yang mempelajari mengenai hubungan kekerabatan antara berbagai organisme berdasarkan analisis molekuler dan morfologi. Penelitian filogenetika dapat dilakukan menggunakan PCR (polymerase chain reaction) dan sikuensing DNA dan telah dilakukan pada tingakatan taksonomi, misalnya famili, marga, dan species.

Analisis ini digunakan dalam proses bertahap untuk mengolah data sulikuen DNA ataupun protein sehingga dapat memperoleh hasil yang menggambarkan estimasi terhadap hubungan evolusi antar kelompok organisme. Setidaknya, ada tiga hal yang harus diperhatikan dalam analisis filogenetika, yaitu sequence alignment, rekonstruksi pohon filogenetika, dan evaluasi pohon filogenetika dalam uji statistik.

Sumber : simdos.unud.ac.id | Pig: adityanggraineee.blogspot.com