Sumber materi biologi tentang sel, sel tumbuhan, sel hewan, fungsi sel, struktur sel, perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan

Genom dan Komputer


Laboratorium biologi molekuler di seluruh dunia telah mengumpulkan informasi biologis dalam jumlah sangat luar biasa. Bersamaan dengan itu, informasi biologis, yang berupa urutan DNA, RNA, dan Protein tersebut, perlu untuk diatur dalam suatu pusat data yang terorganisir. Hal ini sangatlah penting dalam rangka memberikan penafsiran baru terhadap informasi biologis yang telah ada, ataupun untuk mempersiapkan penelitian molekuler berikutnya. 
bioinformatika

Kemudian, apakah yang diperlukan dunia ilmu pengetahuan untuk pengaturan tersebut? Mari kita simak!

Proyek Genom Manusia: Sebuah Terobosan Raksasa


Salah satu fokus Ilmu biologi molekuler adalah mengenai penelitian biomedis pada manusia itu sendiri. Ilmuwan sudah sangat sadar, bahwa kesehatan sudah seyogyanya ditinjau secara molekuler, supaya mendapatkan gambaran lebih holistik akan fungsi organisme itu sendiri. Sehubungan dengan itu, maka diperlukan terobosan bagaimana caranya untuk membongkar kode genetik pada manusia. 

Hal tersebut dilakukan oleh Proyek Genom Manusia (Human Genome Project/HGP), yang merupakan sebuah proyek kolaborasi internasional. Proyek ini bertujuan untuk mengurutkan seluruh untai DNA pada manusia. Harapan para ilmuwan adalah, jika proyek ini dapat diselesaikan, maka masalah kesehatan pada manusia dapat dibantu untuk penyelesaiannya secara signifikan.

Pada awalnya, Aristides Patrinos, dari departemen energi Amerika Serikat, adalah inisiator dari HGP. Sementara itu, James Watson, dari National Institute of Health (NIH),yang juga pemenang Nobel untuk penentuan struktur DNA, memimpin proyek ini. Namun kemudian, Francis Collins menggantikannya. 

Di era kepemimpinan Collins, terjadi persaingan hebat antara NIH dengan Celera Genomics, dalam konteks penyelesaian HGP. Celera Genomics, yang dipimpin oleh John C.Venter, ternyata juga mengerjakan proyek ini secara paralel, dalam konteks industrial/swasta. Berbeda dengan Collins dan teamnya di NIH, yang bertujuan untuk mempublish penelitian HGP kepada publik, Venter tentunya mencari urutan DNA yang dapat dipatenkan, terutama dalam konteks pengembangan obat atau agen terapi lainnya. 

Berhubung conflict of interest antara Collins dan Venter terlalu berlarut-larut, akhirnya Presiden Amerika Serikat saat itu, yaitu Bill Clinton, turun tangan dan mendamaikan mereka. Akhirnya diperoleh kesepakatan antara Collins (NIH) dan Venter (Celera Genomics), mengenai porsi urutan DNA yang akan dipublish, maupun porsi tertentu yang akan dipatenkan.

Versi urutan DNA manusia menurut versi NIH telah dipublish pada database Genbank http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ , dan juga pada jurnal Nature. Berhubung HGP adalah proyek internasional, maka Uni Eropa dan Jepang juga terlibat. Uni Eropa memiliki database http://www.ebi.ac.uk/ , sementara Jepang memiliki http://www.ddbj.nig.ac.jp/ .  Ketiga database tersebut mensinkronisasi antara satu dan lainnya, dalam rangka melengkapi database mereka.

Bioinformatika dan HGP

Ketiga database Genbank tersebut, yang dimiliki oleh Amerika Serikat, Uni Eropa, dan Jepang, pada akhirnya berkembang tidak saja menyimpan data materi genetik dari manusia, namun juga dari organisme lain. Mulai dari yeast , sampai Sipanse, urutan DNA mereka disimpan di database tersebut. Tidak hanya urutan DNA, namun juga urutan Protein dan RNA juga disimpan. 

Sehubungan dengan semakin banyaknya konten dari database tersebut, maka diperlukan manajemen rapi untuk pengarsipannya dan juga pengaturannya. Di sini ilmu Bioinformatika datang membantu.

Secara definisi, Bioinformatika adalah ilmu gabungan antara Biologi molekuler dan Teknik Informatika. Dari definisi tersebut sudah sangat eksplisit ditunjukkan, bahwa bioinformatika adalah ilmu yang multi-disipliner. Bioinformatika akhirnya berhasil menyediakan manajerial yang berarti dalam database HGP. Front end yang mudah untuk diakses peneliti molekuler telah tersedia, sehingga data yang tersedia dalam database Genbank tersebut dapat diolah menjadi informasi yang lebih berguna. 

Deposit data tersebut, pada akhirnya akan digunakan sebagai informasi penting untuk eksperimen selanjutnya, seperti pengembangan vaksin, obat, kit, ataupun untuk penelitian biomedik.

Ilmu Komputer adalah bagian dari Bioinformatika

Bioinformatika bertugas memberikan front end yang easy to use pada repositori genom. Oleh karena itu, sangat logis jika tools yang sudah biasa digunakan pada teknik informatika juga digunakan pada bioinformatika. 

Salah satu contoh sederhana adalah Basic Local Alignment Search Tool (BLAST), yang tautannya ada disini http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi. Tools yang berfungsi sangat mirip dengan search engine Google ini bertugas untuk mencari kesamaan penyejajaran untaian DNA/RNA/Protein. BLAST juga disesuaikan menurut obyek pencariannya, apakah DNA atau Protein. Penyejajaran oleh BLAST ini sangat berguna untuk mencari fungsi dari gen yang belum diketahui. Jika untai DNA yang tidak diketahui asal-usulnya memiliki kesamaan penyejajaran dengan untai DNA suatu gen, maka dipastikan untai DNA tersebut kemungkinan adalah gen yang sudah diketahui tersebut. BLAST adalah tools klasik bioinformatika, yang telah digunakan pada berbagai lab di seluruh dunia, baik secara online ataupun offline.

Sementara itu, tools lain yang banyak digunakan adalah Genome Browser. Fungsi Browser ini sangat analog dengan Google Maps atau Street View. Sama seperti software pemetaan lain, Genome Browser berfungsi untuk memberikan visualisasi terhadap koordinat dari gen pada makhluk hidup. 

Salah satu Genome Browser yang terkenal adalah UCSC Browser, yang tautannya ada di http://genome.ucsc.edu/. Tidak jauh berbeda prinsip kerjanya dengan BLAST, Genome Browser juga dimanfaatkan untuk mencari fungsi suatu gen yang belum diketahui.

Nah, dalam artikel ini kita sudah membahas secara sepintas hubungan bionformatika dengan teknik informatika. Bagaimana ilmu bioinformatika dengan ilmu-ilmu lain? Mari kita simak di sajian seri yang akan datang! 


Tag : gen
0 Komentar untuk "Genom dan Komputer"
Back To Top -->