Bioinformatika: Pengertian, Prinsip, dan Peran

• menit membaca

Daftar Isi

Bioinformatika merupakan disiplin ilmu yang mengombinasikan bidang biologi dan informatika untuk mengelola, mendalami, dan memahami data biologis. Dengan memanfaatkan algoritma komputer dan teknologi informasi, disiplin ilmu ini memiliki andil besar dalam membantu ilmuwan biologi untuk menganalisis, dan memahami data biologis.

Perkembangan ilmu bioinformatika yang didukung oleh kemajuan teknologi dan pengamatan di bidang biologi molekuler, telah memberikan pengetahuan yang mendalam maupun pemahaman yang lebih baik mengenai kehidupan serta evolusi makhluk hidup.

A. Pengertian Bioinformatika

Berikut ini beberapa pengertian bioinformatika menurut para ahli antara lain.

Menurut National Center for Biotechnology Information (NCBI), bioinformatika adalah disiplin ilmu yang memanfaatkan teknologi informasi dan komputasi untuk memecahkan masalah biologi maupun kedokteran.
Menurut European Bioinformatics Institute (EBI), bioinformatika adalah pemodelan dan penafsiran data biologis dengan menggunakan teknik matematika dan statistika.
Menurut Institute of Health, bioinformatika adalan ilmu yang memanfaatkan teknologi komputer dan metode statistika untuk mempelajari serta memahami data biologis.
Menurut Bioinformatica Resource Centers (BRCs), bioinformatika adalah ilmu tentang pemrosesan data biologis dengan pendekatan teknologi komputer termasuk urutan gen dan struktur protein.

B. Prinsip Bioinformatika

Berikut ini beberapa prinsip dari bioinformatika antara lain.

1. Pengolahan dan Analisis Data Biologis

Satu diantara faktor penting dari bioinformatika adalah pengolahan dan analisis data biologis. Hal ini pun tidak lepas dari pengembangan algoritma, metode statistik, dan perangkat lunak khusus untuk memproses dan menafsirkan data genom, transkriptom, dan proteom. Pakar bioinformatika merancang dan menggunakan instrumen-instrumen tersebut untuk mengidentifikasi pola-pola biologis, hubungan gen, maupun fungsi dan struktur protein. Algoritma dan model komputer digunakan untuk mengatasi kesulitan dalam merakit genom yang memerlukan sekuens pendek dan banyak informasi genetik.

2. Sequencing dan Assembling Genom

Bioinformatika memiliki andil besar dalam pengamatan sekuens genom. Proyek sekuensing genom yang sangat besar menghasilkan kumpulan data yang sangat besar juga. Adapun, bioinformatika digunakan untuk menyatukan sekuens-sekuens ini menjadi genom lengkap.

3. Anotasi Genom

Bioinformatika juga berkontribusi dalam anotasi genom, yakni proses mengenali dan menentukan potensial dari gen-gen dalam genom. Hal ini pun tak terpisahkan dari identifikasi bagian-bagian layaknya gen yang membawa informasi genetik, dan bagian yang mengatur aktivitas gen. Bagian-bagian ini dalam genom ditandai dan dianotasi menggunakan algoritma bioinformatika.

4. Pemodelan Struktur Protein

Pengamatan bioinformatika juga digunakan dalam memodelkan dan menganalisis struktur protein. Teknik komputer dimanfaatkan untuk memperkirakan struktur, memahami hubungan antar protein, dan mengembangan bahan farmasi yang mempertimbangkan strukturnya. Hal ini akan mempermudah dalam memahami fungsi biologis dan potensial terapeutik dari protein.

5. Analisis Evolusi dan Filogeni

Bioinformatika dapat digunakan untuk mendalami sekuen DNA dan protein untuk mengetahui hubungan evolusioner antar spesies. Analisis sekuens molekuler menggunakan teknik bioinformatika dapat mempermudah dalam mengidentifikasi evolusi genom, perbandingan sekuens, dan menemukan hubungan antara organisme.

6. Basis Data dan Sumber Informasi Bioinformatika

Bioinformatika memerlukan basis data biologis untuk dapat berkembang dan berfungsi. Basis data layaknya GenBank, Swiss, dan lain sebagainya, digunakan untuk penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan. Pakar bioinformatika menggunakan sumber daya ini untuk mendapatkan data yang dibutuhkan untuk penelitiannya.

7. Aspek Moral dan Keamanan Informasi Genetik

Seiring dengan meningkatknya jumlah data genomik yang tersedia, para pakar bioinformatika perlu memperhatikan masalah moral dan keamanan informasi genetik. Hal ini pun meliputi tindakan melindungi privasi seseorang, menggunakan data secara etis, dan mengamankan data untuk mencegah penyalahgunaan informasi genetik.

C. Peran Bioinformatika

Berikut ini beberapa peran dari bioinformatika antara lain.

1. Mengenali dan Menganalisis Data Biologis

Bioinformatikan memiliki peran penting dalam mengidentifikasi dan menganalis data biologis. Para peneliti dapat mengumpulkaj sejumlah besar data genetik, proteomik, dan data biologis lainnya berkat teknologi pemrosesan data modern. Selain itu, bioinformatika mempermudah dalam menganalisis data biologis untuk mengenali pola, hubungan, dan makna biologisnya. Perlu diketahui, algoritma khusus bioinformatika merupakan pilar utama untuk memahami proses biologis yang rumit.

2. Mengembangkan dan Menganalisis Sekuen Genom

Bioinformatikan merupakan satu diantara kunci keberhasilan dalam pengembangan dan analisis sekuens genom. Bioinformatika sudah menjadi alat yang penting dalam penelitian biologis, lantaran dapat mempermudah para peneliti untuk memahami lebih baik tentang struktur dan fungsi genom. Analisis sekuens genom termasuk proses rumit yang memerlukan pemahaman mengenai struktur dan fungsi DNA. Selain itu, disiplin ilmu ini menjadi alat penting dalam penelitian genom, lantaran dapat digunakan untuk menganalisis sekuens genom dengan akurat.

3. Memahami Struktur Protein

Bioinformatika dapat digunakan untuk mendalami struktur protein. Hal ini dapat mempermudah para peneliti untuk memahami fungsi dan interaksi protein. Disiplin ilmu ini telah menjadi alat yang penting dalam penelitian protein, lantaran dapat digunakan untuk memodelkan pergerakan atom dalam protein dengan lebih akurat.

4. Mengidentifikasi Hubungan antara Variasi Genetik dan Penyakit Genetik

Bioinformatika telah menjadi alat yang penting dalam penelitian genetika penyakit, lantaran dapat mempermudah para peneliti untuk mengidentifikasi gen yang terlibat dalam penyakit dan untuk mendapatkan pemahaman mengenai bagaimana gen-gen ini berkontribusi terhadap penyakit. Analisis genomik komparatif dapat membantu manusia untuk “melihat” perbedaan genetik antara orang yang sehat dan orang yang sakit, dan informasi ini dapat dimanfaatkan untuk “mengembangkan” bahan farmasi baru yang lebih efektif.

5. Mengembangkan Teknologi Baru

Bioinformatika menjadi pilar utama dalam memajukan teknologi baru dalam bidang biologi molekuler. Perpaduan pengetahuan dan kemampuan dari dua bidang ilmu yang berlainan, biologi dan komputer telah menghasilkan inovasi yang sangat bermanfaat bagi penelitian di berbagai bidang ilmu hayati.

Demikian penjelasan tentang bioinformatika: pengertian, prinsip, dan peran. Semoga bermanfaat untuk semua yang membaca postingan ini.

Referensi:

Kamagi, Decky D. W., Nanlohy, Fanny N., Yalindua, Aser. 2023. Bioinformatika. CV. Bintang Semesta Media. Sleman.