Bioinformatika

Penetrasi Teknologi Informasi (TI) dalam berbagai disiplin ilmu telah
melipatgandakan perkembangan ilmu bersangkutan. Berbagai kajian baru bermunculan,
sejalan dengan perkembangan TI itu sendiri dan disiplin ilmu yang didukungnya.
Aplikasi TI dalam bidang biologi molekul telah melahirkan bidang Bioinformatika.
Kajian ini semakin penting, sebab perkembangannya telah mendorong kemajuan
bioteknologi di satu sisi, dan pada sisi lain memberi efek domino pada bidang
kedokteran, farmasi, lingkungan dan lainnya.
Kajian baru Bioinformatika ini tak lepas dari perkembangan biologi molekul
modern yang ditandai dengan kemampuan manusia untuk memahami genom, yaitu cetak
biru informasi genetik yang menentukan sifat setiap makhluk hidup yang disandi dalam
bentuk pita molekul DNA (asam deoksiribonukleat). Kemampuan untuk memahami dan
memanipulasi kode genetik DNA ini sangat didukung oleh TI melalui perangkat
perangkat keras maupun lunak. Hal ini bisa dilihat pada upaya Celera Genomics,
perusahaan bioteknologi Amerika Serikat yang melakukan pembacaan sekuen genom
manusia yang secara maksimal memanfaatkan TI sehingga bisa melakukan pekerjaannya
dalam waktu yang singkat (hanya beberapa tahun), dibanding usaha konsorsium lembaga
riset publik AS, Eropa, dan lain-lain, yang memakan waktu lebih dari 10 tahun.
Kelahiran Bioinformatika modern tak lepas dari perkembangan bioteknologi di
era tahun 70-an, dimana seorang ilmuwan AS melakukan inovasi dalam mengembangkan
teknologi DNA rekombinan. Berkat penemuan ini lahirlah perusahaan bioteknologi
pertama di dunia, yaitu Genentech di AS, yang kemudian memproduksi protein hormon
insulin dalam bakteri, yang dibutuhkan penderita diabetes. Selama ini insulin hanya bisa
didapatkan dalam jumlah sangat terbatas dari organ pankreas sapi.
Bioteknologi modern ditandai dengan kemampuan pada manipulasi DNA.
Rantai/sekuen DNA yang mengkode protein disebut gen. Gen ditranskripsikan menjadi
mRNA, kemudian mRNA ditranslasikan menjadi protein. Protein sebagai produk akhir
bertugas menunjang seluruh proses kehidupan, antara lain sebagai katalis reaksi biokimia
dalam tubuh (disebut enzim), berperan serta dalam sistem pertahanan tubuh melawan
virus, parasit dan lain-lain (disebut antibodi), menyusun struktur tubuh dari ujung kaki
(otot terbentuk dari protein actin, myosin, dan sebagainya) sampai ujung rambut (rambut
tersusun dari protein keratin), dan lain-lain. Arus informasi, DNA -> RNA -> Protein,
inilah yang disebut sentral dogma dalam biologi molekul.
Sekuen DNA satu organisme, yaitu pada sejenis virus yang memiliki kurang lebih
5.000 nukleotida/molekul DNA atau sekitar 11 gen, berhasil dibaca secara menyeluruh
pada tahun 1977. Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3 milyar nukleotida yang
menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3 tahun. Saat ini terdapat milyaran
data nukleotida yang tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan
tahun 1982. Di Indonesia, ada Lembaga Biologi Molekul Eijkman yang terletak di
Jakarta. Di sini kita bisa membaca sekuen sekitar 500 nukleotida hanya dengan
membayar $15. Trend yang sama juga nampak pada database lain seperti database sekuen
asam amino penyusun protein, database struktur 3D protein, dan sebagainya. Inovasi
teknologi DNA chip yang dipelopori oleh perusahaan bioteknologi AS, Affymetrix di
Silicon Valley telah mendorong munculnya database baru mengenai RNA.
Desakan kebutuhan untuk mengumpulkan, menyimpan dan menganalisa data-data
biologis dari database DNA, RNA maupun protein inilah yang semakin memacu
perkembangan kajian Bioinformatika.