Halo sahabat Generasi Peneliti, sudah pernah dengar tentang bioinformatika? bioinformatika adalah salah satu cabang baru biologi lho. Ilmu ini merupakan perkembangan dari ilmu biologi dan teknologi informasi. Di mana ilmu teknologi informasi diperlukan dalam hal pengumpulan, penyimpanan, analisis, interpretasi, dan pengaplikasian data-data biologi molekuler.

Para ahli komputer berpikir bahwa semua gejala yang ada di alam ini bisa dibuat secara artifisial dengan AI, melalui simulasi dari gejala-gejala tersebut. Sehingga mereka mencetuskan ilmu ini. Dibutuhkan data-data yang penting dalam ilmu ini, yaitu Gen. Gen di dalam biologi terdiri dari DNA dan RNA. Selain membutuhkan Gen, bioinformatika juga memerlukan sebuah perangkat berupa software yang didukung internet atau server World Wide Web (WWW). Database utama DNA berada di GenBank US, sedangkan database protein berada di Swiss-pot Swiss sebagai sekuen asam amino dan protein data bank (PDB) sebagai struktur tiga dimensi.

Bionformatika akan terus mengkaji hal-hal yang ada di alam ini mengikuti perkembangan biologi molekuler modern. Hal ini ditentukan dari kemampuan manusia dalam memahami genom, yaitu merupakan cetak biru informasi genetik yang mengkonfirmasi sifat individu setiap makhluk hidup yang disandi dalam molekul DNA. Melalui bioinformatika, data-data yang telah terkumpul dari hasil proyek genom bisa disimpan dan digunakan untuk waktu yang singkat serta memiliki tingkat akurasi yang tinggi. Data-data tersebut dapat dianalisa menggunakan beberapa program yang telah dibuat untuk mencapai tujuan tertentu.

Berikut merupakan beberapa hal yang dapat diaplikasikan melalui bioinformatika :

1. Basis Data Sekuens Biologi

Basis data adalah teknik mengumpulkan informasi biologis yang akan disimpan ke dalam komputer secara sistematik, sehingga dapat diperiksa menggunakan suatu program agar bisa memperoleh informasi dari basis data tersebut. Basis data sekuens biologis bisa berupa basis data primer yang digunakan sebagai penyimpan sekuens primer asam nukleat maupun protein,  basis data sekunder berguna untuk menyimpan motif sekuens, serta basis data struktur berguna untuk menyimpan data struktur proten ataupun asam nukleat.

Dalam pelaksanaan basis data sekuens biologis diperlukan sebuah alat yaitu BLAST (Basic Local Alignment Search Tool). BLAST berguna untuk mencari sekuens asam nukleat ataupun protein yang memiliki kemiripan dengan sekuens tertentu yang dimiliki. Manfaat utama dari BLAST adalah untuk menemukan gen yang sejenis untuk beberapa organisme atau mencari kecocokan hasil sekuensing dan juga untuk memeriksa fungsi dari gen hasil sekuensing.

2.  Penyejajaran Sekuens (Sequence Alignment)

Sequence alignment adalah teknik dasar dalam analisis sekuens yang digunakan untuk mempelajari evolusi sekuens-sekuens dari leluhur yang sama. Metode ini menerapkan  teknik penyusunan dua atau lebih sekuens yang menghasilkan persamaan dari sekuens-sekuens tersebut. Hasil tersebut biasanya dapat disebut sebagai sequence alignment atau alignment saja. Baris sekuens di dalam suatu alignment diberi sebuah sisipan (“-“) hingga kolomnya dapat memuat karakter yang identik atau sama antara sekuens-sekuens tersebut. Contohnya, alignment DNA dari dua sekuens DNA yang berbeda, "ccatcaac" dan "caatgggcaac" .

3. Prediksi Struktur Protein

Metode prediksi struktur protein biasanya 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.

Sedangkan pemodelan de novo atau ab initio adalah menentukan struktur protein melalui sekuens primer tanpa membandingkan dengan struktur protein lain. Metode de novo ini membutuhkan proses komputasi yang lebih intens karena hingga saat ini hanya digunakan untuk menentukan struktur protein yang kecil.

4. Analisis Ekspresi Gen

Ekspresi gen merupakan hasil penerjemahan kode-kode informasi pada gen menjadi protein atau dalam bentuk fenotipe. Proses ini terdiri dari proses transkripsi dan translasi, keduanya terjadi di dalam sel.

Informasi yang dibawa oleh bahan genetik biasanya tidak memiliki makna apapaun bagi organisme sehingga perlu dilakukan interpretasi menjadi fenotipe. Di dalam analisis ekspresi gen, mengukur kadar mRNA dapat menggunakan berbagai teknik seperti microarray ataupun Serial Analysis of Gene Expression ["Analisis Serial Ekspresi Gen", SAGE].

5. Analisis Filogenetik

Filogenetik merupakan studi yang mempelajari hubungan kekerabatan antara berbagai organisme dengan nenek moyangnya serta hubungan evolusioner antar organisme dengan analisis molekuler dan morfologi. Penelitian filogenetika dapat dilakukan menggunakan PCR (polymerase chain reaction) dan sekuensing DNA di mana telah dilakukan pada tingakatan taksonomi, misalnya famili, marga, dan species.

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

JIka anda ingin belajar lebih banyak lagi tentang bioinformatika, kunjungi website https://news.inbio-indonesia.org/

Sumber gambar : thebiologynotes.com