Bioinformatika: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Ariandi Lie (bicara | kontrib) Rescuing 2 sources and tagging 0 as dead.) #IABot (v2.0.9.5 |
Penambahan referensi |
||
Baris 2:
[[Berkas:Protein_alignment.jpg|jmpl|420px|[[#Penyejajaran sekuens|Penyejajaran sekuens]] (''Sequence alignment''), salah satu aplikasi dasar bioinformatika. [[Sekuensing|Sekuens]] yang dianalisis dalam contoh ini adalah [[asam amino]] dari empat [[protein]] [[hemoglobin]].]]
'''Bioinformatika''' ([[bahasa Inggris]]: ''bioinformatics'') adalah [[ilmu]] yang mempelajari penerapan teknik [[komputasi]]onal untuk mengelola dan menganalisis informasi [[biologi]]s.<ref>{{Cite book|last=Susilawati dan Bachtiar, N.|first=|date=2018|url=http://repository.uin-suska.ac.id/26091/1/Buku%20Biologi%20Dasar%20Terintegrasi.pdf|title=Biologi Dasar Terintegrasi|location=Pekanbaru|publisher=Kreasi Edukasi|isbn=978-602-6879-99-8|pages=4|url-status=live|access-date=2021-01-30|archive-date=2021-04-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20210415143329/http://repository.uin-suska.ac.id/26091/1/Buku%20Biologi%20Dasar%20Terintegrasi.pdf|dead-url=no}}</ref> Bidang ini mencakup penerapan metode-metode [[matematika]], [[statistika]], dan [[informatika]] untuk memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan menggunakan sekuens [[DNA]] dan [[asam amino]] serta informasi yang berkaitan dengannya. Contoh topik utama bidang ini meliputi [[basis data]] untuk mengelola informasi biologis, penyejajaran sekuens (''sequence alignment''), prediksi struktur untuk meramalkan bentuk struktur [[protein]] maupun struktur sekunder [[RNA]], analisis [[filogenetika|filogenetik]], dan analisis ekspresi [[gen]].<ref name=":0">{{Cite book|last=Apsari|first=Gadis Retno|last2=Adawiyah|first2=Robiah|last3=Linatari|first3=Mey Ayu|last4=Rahmayadi|first4=Dessy|last5=Pradana|first5=Mohammad Syaiful|date=2023|url=http://repository.unisda.ac.id/1097/1/Buku%20Pensejajaran%20Sequence.pdf|title=Bioinformatika: Analisis Pensejajaran Sequence|publisher=Pustaka Ilalang|isbn=978-602-6715-37-1|pages=|url-status=live}}</ref>
== Sejarah ==
Baris 9:
Kemajuan teknik [[biologi molekular]] dalam mengungkap sekuens biologis dari protein (sejak awal [[1950-an]]) dan [[asam nukleat]] (sejak 1960-an) mengawali perkembangan basis data dan teknik analisis sekuens biologis. Basis data sekuens protein mulai dikembangkan pada tahun 1960-an di [[Amerika Serikat]], sementara basis data sekuens DNA dikembangkan pada akhir 1970-an di Amerika Serikat dan [[Jerman]] (pada ''European Molecular Biology Laboratory'', Laboratorium Biologi Molekular [[Eropa]]). Penemuan teknik [[sekuensing]] DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970-an menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang berhasil diungkapkan pada 1980-an dan [[1990-an]], menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek pengungkapan [[genom]], meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya bioinformatika.
Perkembangan [[Internet]] juga mendukung berkembangnya bioinformatika. Basis data bioinformatika yang terhubung melalui Internet memudahkan ilmuwan mengumpulkan hasil sekuensing ke dalam basis data tersebut maupun memperoleh sekuens biologis sebagai bahan analisis. Selain itu, penyebaran [[program]]-program aplikasi bioinformatika melalui Internet memudahkan ilmuwan mengakses program-program tersebut dan kemudian memudahkan pengembangannya.<ref>{{Cite book|last=Subekti|first=Hasan|last2=Handriyan|first2=Aris|last3=Purnomo|first3=Aris Rudi|last4=Wulandari|first4=Fitria Eka|last5=Widiansyah|first5=Arindra Trisn|date=2019|url=https://www.researchgate.net/publication/330555058_BIOTEKNOLOGI_Sebuah_Pembelajaran_Terintegrasi_STEM_pada_Mata_Kuliah_Bioteknologi_bagi_Mahasiswa_Calon_Guru_IPA|title=BIOTEKNOLOGI: SEBUAH PEMBELAJARAN TERINTEGRASI STEM PADA MATA KULIAH BIOTEKNOLOGI BAGI MAHASISWA CALON GURU IPA|location=Gresik|publisher=Graniti|isbn=978-602-5811-26-5|url-status=live}}</ref>
== Penerapan utama bioinformatika ==
Baris 17:
Basis data utama untuk sekuens asam nukleat saat ini adalah [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/index.html GenBank] (Amerika Serikat), [http://www.ebi.ac.uk/embl/ EMBL] (Eropa), dan [http://www.ddbj.nig.ac.jp/ DDBJ]{{en}} (''DNA Data Bank of Japan'', [[Jepang]]). Ketiga basis data tersebut bekerja sama dan bertukar data secara harian untuk menjaga keluasan cakupan masing-masing basis data. Sumber utama data sekuens asam nukleat adalah submisi langsung dari periset individual, proyek sekuensing [[genom]], dan pendaftaran [[paten]]. Selain berisi sekuens asam nukleat, entri dalam basis data sekuens asam nukleat umumnya mengandung informasi tentang jenis asam nukleat ([[DNA]] atau [[RNA]]), nama [[organisme]] sumber asam nukleat tersebut, dan pustaka yang berkaitan dengan sekuens asam nukleat tersebut.
Sementara itu, contoh beberapa basis data penting yang menyimpan sekuens primer protein adalah [http://pir.georgetown.edu/home.shtml PIR]{{Pranala mati|date=Februari 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }} (''Protein Information Resource'', Amerika Serikat), [http://au.expasy.org/sprot/ Swiss-Prot] (Eropa), dan [http://www.ebi.ac.uk/trembl/ TrEMBL] (Eropa). Ketiga basis data tersebut telah digabungkan dalam [http://www.ebi.uniprot.org/index.shtml UniProt] (yang didanai terutama oleh Amerika Serikat). Entri dalam UniProt mengandung informasi tentang sekuens protein, nama organisme sumber protein, pustaka yang berkaitan, dan komentar yang umumnya berisi penjelasan mengenai fungsi protein tersebut.<ref name=":1">{{Cite book|last=Pathak|first=Rajesh Kumar|last2=Singh|first2=Dev Bukhsh|last3=Singh|first3=Rahul|date=2022|url=http://dx.doi.org/10.1016/b978-0-323-89775-4.00006-7|title=Introduction to basics of bioinformatics|publisher=Elsevier|pages=1-15|url-status=live}}</ref>
[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/ '''BLAST'''] (''Basic Local Alignment Search Tool'') merupakan perkakas bioinformatika yang berkaitan erat dengan penggunaan basis data sekuens biologis. Penelusuran BLAST (''BLAST search'') pada basis data sekuens memungkinkan ilmuwan untuk mencari sekuens asam nukleat maupun protein yang mirip dengan sekuens tertentu yang dimilikinya. Hal ini berguna misalnya untuk menemukan [[gen]] sejenis pada beberapa [[organisme]] atau untuk memeriksa keabsahan hasil [[sekuensing]] maupun untuk memeriksa fungsi gen hasil sekuensing. [[Algoritme]] yang mendasari kerja BLAST adalah penyejajaran sekuens.<ref name=":0" />
[http://www.rcsb.org/pdb/ PDB] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080828002005/http://www.rcsb.org/pdb/ |date=2008-08-28 }} (''Protein Data Bank'', Bank Data Protein) adalah basis data tunggal yang menyimpan model struktural tiga dimensi [[protein]]<ref name=":1" /> dan [[asam nukleat]] hasil penentuan eksperimental (dengan [[kristalografi sinar-X]], [[spektroskopi NMR]] dan [[mikroskopi elektron]]). PDB menyimpan data struktur sebagai [[koordinat tiga dimensi]] yang menggambarkan posisi [[atom]]-atom dalam protein ataupun asam nukleat.
=== Penyejajaran sekuens ===
Baris 42:
=== Prediksi struktur protein ===
[[Berkas:Hemagglutinin molecule.png|jmpl|ka|Model protein [[hemaglutinin]] dari [[virus]] [[influensa]]]]
Secara kimia/fisika, bentuk struktur [[protein]] diungkap dengan [[kristalografi sinar-X]] ataupun [[spektroskopi NMR]], namun kedua metode tersebut sangat memakan waktu dan relatif mahal. Sementara itu, metode [[sekuensing]] protein relatif lebih mudah mengungkapkan [[sekuens]] [[asam amino]] protein.<ref name=":1" /> Prediksi struktur protein berusaha meramalkan struktur tiga dimensi protein berdasarkan sekuens asam aminonya (dengan kata lain, meramalkan struktur tersier dan struktur sekunder berdasarkan struktur primer protein). Secara umum, metode prediksi struktur protein yang ada saat ini dapat dikategorikan ke dalam dua kelompok, yaitu metode pemodelan protein komparatif dan metode pemodelan ''de novo''.
'''Pemodelan protein komparatif''' (''comparative protein modelling'') meramalkan struktur suatu protein berdasarkan struktur protein lain yang sudah diketahui. Salah satu penerapan metode ini adalah '''pemodelan homologi''' (''homology modelling''), yaitu prediksi struktur tersier protein berdasarkan kesamaan struktur primer protein. Pemodelan homologi didasarkan pada [[teori]] bahwa dua protein yang [[homolog]] memiliki struktur yang sangat mirip satu sama lain. Pada metode ini, struktur suatu protein (disebut protein target) ditentukan berdasarkan struktur protein lain (protein templat) yang sudah diketahui dan memiliki kemiripan sekuens dengan protein target tersebut. Selain itu, penerapan lain pemodelan komparatif adalah '''''protein threading''''' yang didasarkan pada kemiripan struktur tanpa kemiripan sekuens primer. Latar belakang ''protein threading'' adalah bahwa struktur protein lebih dikonservasi daripada sekuens protein selama evolusi; daerah-daerah yang penting bagi fungsi protein dipertahankan strukturnya. Pada pendekatan ini, struktur yang paling kompatibel untuk suatu sekuens asam amino dipilih dari semua jenis struktur tiga dimensi protein yang ada. Metode-metode yang tergolong dalam ''protein threading'' berusaha menentukan tingkat kompatibilitas tersebut.
| |||