Rangkuman 3 Jurnal tentang Bioinformatika

Pada tugas kali ini saya akan membuat makalah tentang rangkuman dari tiga jurnal. Ketiga jurnal ini menggunakan teknologi yang sama, yaitu teknologi Bioinformatika. Walaupun teknologi yang digunakan sama, namun tujuan dan implementasi nya berbeda-beda.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

 Bioinformatika adalah aplikasi dari alat komputasi dan analisis untuk menginterpretasikan data-data biologi.1 Dewasa ini, bioinformatika berkembang menjadi kajian yang memadukan disiplin ilmu biologi molekul, matematika dan teknik informasi. Kajian bioinformatika tidak 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 teknologi informasi melalui perangkat-perangkat keras maupun lunak.

Kelahiran bioinformatika diawali dengan perkembangan bioteknologi di era tahun 70-an, ketika seorang ilmuwan AS melakukan inovasi dalam mengembangkan teknologi DNA rekombinan. Berkat penemuan ini lahirlah perusahaan bioteknologi pertama di dunia, yaitu Genetech di AS yang memproduksi hormon insulin dalam bakteri.  Bioteknologi modern ditandai dengan kemampuan para ahli dalam memanipulasi DNA. Untai DNA yang mengkode protein disebut gen. Gen ditranskripsikan menjadi mRNA, kemudian mRNA ditranslasikan menjadi protein. Protein sebagai produk akhir berperan menunjang seluruh proses kehidupan, antara lain sebagai katalis reaksi biokimia dalam tubuh (enzim), berperan serta dalam sistem pertahanan tubuh (antibodi), menyusun struktur tubuh dari ujung rambut hingga ujung kaki (protein keratin menyusun rambut; protein aktin, miosin dan sebagainya membentuk otot). Arus informasi dari DNA ke RNA kemudian protein disebut dogma sentral dalam biologi molekul.  Pada tahun 1977, urutan DNA suatu jenis virus yang mempunyai 5.000 nukleotida dan sekitar 11 gen berhasil dibaca secara menyeluruh. Kemajuan besar dalam bidang bioinformatika adalah rampungnya proyek pemetaan genom manusia (Human Genome Project) sehingga urutan DNA manusia yang terdiri atas 3 milyar basa telah diketahui pada tanggal 24 April 2003. Rampungnya proyek tersebut membawa perubahan besar dalam riset dan aplikasi bioinformatika dalam masa yang disebut sebagai masa pasca genom.2 Saat ini terdapat milyaran data nukleotida tersimpan dalam basis data DNA dari bank-bank gen di AS, Inggris, dan Jepang. Pa-da beberapa tahun terakhir, telah terjadi ledakan dalam jumlah informasi biologis yang tersedia.

Dari uraian diatas, penulis akan merangkum 3 jurnal yang berkaitan dengan teknologi bioinformatika. Setiap jurnal akan menjelaskan tentang topik yang berbeda dari bioinformatika.

1.2 Perumusan Masalah

Dalam penulisan ini terdapat beberapa rumusan masalah sebagai berikut :

1.       Bagaimana cara kerja teknologi bioinformatik yang diterapkan dari setiap jurnal?

2.       Bagaimana kesimpulan dari penggunaan bioinformatika yang digunakan dari setiap jurnal?

1.3 Tujuan Penulisan

Terdapat beberapa tujuan dalam penulisan makalah ini yaitu sebagai berikut:

1.       Untuk mengetahui fungsi bioinformatika yang diterapkan di setiap jurnal

2.       Untuk merangkum 3 jurnal tentang bioinformatika

BAB 2
PEMBAHASAN

Pada bab ini, tahap awal yang dilakukan penulis ialah mendefinisikan tentang bioinformatika. Bioinformatika adalah aplikasi dari alat komputasi dan analisis untuk menginterpretasikan data-data biologi.

Setelah penjelasan tentang definisi teknologi bioinformatika, selanjutnya penulis akan menguraikan rangkuman dari setiap jurnal. Jurnal yang digunakan berjumlah 3 penelitian tentang bioinformatika dengan implementasi yang berbeda-beda.

2.1 Rangkuman Jurnal : Bioinformatika dalam Bidang Kedokteran

Jurnal ini ditulis oleh Teresa Liliana Wargasetia di Bagian Biologi Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Maranatha. Berikut ini adalah rangkuman tentang jurnal tsb.

a.       Pendahuluan :

Bioinformatika merupakan kajian yang memadukan disiplin ilmu biologi molekul, matematika dan teknik informasi. Bioinformatika berperan dalam bidang klinis dalam bentuk informasi klinis, identifikasi mutasi gen-gen penyebab penyakit, terapi gen, dan pengobatan individual sesuai profil genetik setiap  pasien. Bioinformatika juga berperan dalam identifikasi agen penyakit baru, diagnosis penyakit baru dan dalam penemuan obat. Aplikasi dari bioinformatika dalam penemuan obat ini  menggunakan pendekatan genomik untuk identifikasi target-target obat dan desain senyawa untuk obat yang akan berikatan dengan DNA target.

Bioinformatika dalam bidang klinis sering disebut sebagai informasi klinis. Aplikasi dari informasi klinis ini berbentuk manajemen data-data klinis dari pasien melalui Electrical Medical Record (EMR) yang dikembangkan oleh Clement J. McDonald dari Indiana University School of Medicine pada tahun 1972.

b.       Cara Kerja

Data yang disimpan meliputi data analisis diagnosis laboratorium, hasil konsultasi dan saran, foto rontgen, detak jantung, dan lain-lain. Dengan data-data ini dokter akan dapat menentukan obat yang sesuai dengan kondisi pasien.

c.       Kesimpulan

Pasien akan membawa “kartu hijau” dengan profil genetiknya sendiri untuk obat-obat tertentu sehingga terapi menjadi sangat individual dan pengobatan yang mengarah pada target ini bebas dari efek samping.

2.2 Rangkuman Jurnal : Analisis Bioinformatika Berbasis WEB untuk Eksplorasi Enzim Kitosanase Berdasarkan Kemiripan Sekuens

Jurnal ini ditulis oleh  Vanny Narita, Arif Lelono Arum, Siti Isnaeni M dan  Nuri Y. Fawzya dari Program Studi Biologi (Bioteknologi), Fakultas Sains dan Teknologi,  Universitas Al Azhar Indonesia.

a.       Pendahuluan:

Eksplorasi enzim secara tradisional dengan kultivasi mikroba sekarang ini tidak lagi efisien, karena menghabiskan waktu dan biaya. Bioinformatik berbasis web hadir untuk melakukan serangkaian analisis sekuen, baik itu DNA maupun protein, yang dapat digunakan sebagai penelitian pendahuluan, sehingga ekplorasi enzim menjadi lebih tepat sasaran.

Eksplorasi enzim merupakan hal yang penting untuk menunjang perkembangan teknologi bio yang lebih ramah lingkungan. Pencarian mikroba secara tradisional dengan kultivasi sekarang ini menjadi lebih tidak efisien karena menghabiskan biaya dan tenaga. Bioinformatik hadir sebagai alternatif pencarian sekuen enzim baru menggunakan analisis filogeni (kekerabatan) untuk mencari spesies terdekat berdasarkan data genome yang di Gene Bank. Situs yang menyediakan fitur ini adalah National Center for Biotechnology Information yang secara online

b.       Tujuan dan Cara Kerja :

Analisis yang dilakukan adalah untuk mencari tahu tersedianya sekuen tersebut telah ada di Gene Bank atau merupakan strain baru khas Indonesia yang belum terpublikasi.

Metode bioinformatik berbasis web digunakan untuk mencari anotasi (penamaan), pemetaan genome, dan analisis sekuen lanjut lainnya yang dijalankan secara online melalui program yang tersedia secara gratis di web. Keunggulan metode tersebut adalah hemat dan dapat menjadi penelitian pendahuluan sebelum percobaan secara nyata dilakukan

c.       Kesimpulan:

Berdasarkan dua database yang digunakan, diperoleh beberapa bakteri, namun semuanya tidak terdata sebagai bakteri penghasil kitosanase. Bakteri tersebut juga tidak menunjukkan kemiripan yang identik dengan sampel. Oleh karena itu, sampel berpeluang menjadi strain baru asli Indonesia yang belum terpublikasi.   

Berdasarkan hasil identifikasi filogeni (kekerabatan) 6 sampel 16S rRNA diketahui bahwa keenam sampel tidak identik dengan database di Gene Bank, namun mempunyai kemiripan dengan 5 bakteri, yaitu  Micromonospora sp. L5, Aeromonas veronii B565, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Burkholderia sp. JV3, dan Acinetobacter baumannii AB307-0294. Kelima mikroba tersebut dalam Gene Bank memiliki gen penyandi kitinase, yang erat hubungannya dengan kitosanase. Ketidakhadiran gen kitosanase pada setiap genome mikroba yang teridentifikasi dapat menandakan bahwa lima mikroba tersebut adalah bakteri baru yang belum tersekuen gen kitosanasenya. Hal ini dapat memberikan peluang untuk eksplorasi dan publikasi sekuen ke Gene Bank dan menambah kepustakaan gen dunia.

2.3 Rangkuman Jurnal : Aplikasi Bioinformatika dalam Virologi

Jurnal ini ditulis oleh Andi Utama yang kemudian dipublikasikan melalui situs  IlmuKomputer.com.

a.       Pendahuluan

Khusus di bidang Virologi (ilmu virus), kemajuan bioinformatika telah berperan dalam mempercepat kemajuan ilmu ini. Sebelum kemajuan bioinformatika, untuk mengklasifikasikan virus kita harus melihat morfologinya terlebih dahulu. Untuk melihat morfologi virus dengan akurat, biasanya digunakan mikroskop elektron yang harganya sangat mahal sehingga tidak bisa dimiliki oleh semua laboratorium. Selain itu, kita harus bisa mengisolasi dan mendapatkan virus itu sendiri. 

b.       Tujuan dan Cara Kerja

Dengan kemajuan teknik isolasi DNA/RNA, teknik sekuensing dan ditunjang dengan kemajuan bioinformatika, masalah diatas bisa teratasi. Untuk mengidentifikasi dan mengklasifikasikan virus, isolasi virus tidak lagi menjadi suatu hal yang mutlak. Kita cukup dengan hanya melakukan sekuensing terhadap gen-nya. Ini adalah salah satu hasil kemajuan bioinformatika yang nyata dalam bidang virologi.  Dalam tulisan ini akan dibahas aplikasi bioinformatika dalam dunia virologi, khususnya dalam klasifikasi virus, penentuan tingkat mutasi, prediksi rekombinasi, serta prediksi bagian antigen (antigenic sites) yang ada pada permukaan virus.

c.       Kesimpulan

Berbagai tool atau software telah dikembangkan untuk analisa gen virus. Berdasarkan analisa gen tersebut kita bisa mengklasifikasikan, menganalisa tingkat mutasi, memprediksi rekombinasi, dan memprediksi bagian antigenik suatu virus. Walaupun hasil yang didapatkan dengan menggunakan tool bioinformatika ini hanya memberikan data-data sebagai bahan pertimbangan, bukan hasil akhir, dengan bioinformatika pekerjaan menjadi cepat karena kita tidak harus melakukan eksperimen secara try and error.

BAB III
KESIMPULAN

Setelah melakukan analisa dan merangkum 3 jurnal tentang bioinformatika dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1.       Penggunaan teknologi bioinformatika dari ketiga jurnal tersebut ditujukan untuk mengeksplorasi  unsure-unsur biologi seperti komponen DNA, virus dan enzim, dll yang belum terdeteksi lewat pengecekan dari  aplikasi dan database yang ada di web GeneBank untuk menambah kepustakaan gen dunia.

2.       Bioinformatika digunakan untuk memudahkan untuk mengidentifikasi  obat suatu penyakit, ataupun mendeteksi obat yang tepat dengan kode genetik yang berbeda setiap pasien sehingga mengurangi efek samping dari penggunaan obat.

Sumber Referensi :

[1.]   Narita Vanny et al. “Analisis Bioinformatika Berbasis WEB untuk Eksplorasi Enzim Kitosanase Berdasarkan Kemiripan Sekuens”, Fakultas Sains dan Teknologi,  Universitas Al Azhar Indonesia.

[2.]   Utama Andi, “Aplikasi Bioinformatika dalam Virologi”, Ilmukomputer.com.

[3.]   Wargasetia Teresa Liliana “Bioinformatika dalam Bidang Kedokteran”, Fakultas Kedokteran, Universitas Kristen Maranatha.