Pengertian Komputasi
Komputasi adalah suatu cara dalam
memecahkan masalah dari sebuah data input dengan menggunakan algoritma.
Komputasi bagian dari ilmu komputer yang berpadu dengan ilmu matematika dimana
secara keseluruhan mempunyai perhatian pada bidang ilmu penyusunan model
matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk
menganalisis dan memecahkan masalah sains.
Definisi dari teori komputasi itu sendir adalah cabang ilmu
komputer dan matematika yang membahas suatu masalah dapat dipecahkan pada model
komputasi, menggunakan algoritma. Teori komputasi dibagi menjadi dua yaitu
teori komputabilitas dan teori kompleksitas. Pada teori komputabilitas yaitu
memeriksa batasan berbagai model teoritis komputer termasuk model yang paling
berdaya. Untuk teori kompleksitas yaitu pengkajian traktabilitas oleh komputer
walaupun secara teoritis dapat diselesaikan oleh komputer tapi cukup mahal
dalam konteks waktu dan ruang serta tidak dapat dikerjakan secara praktis.
Bahkan semakin cepatnya laju perangkat keras komputer.
Implementasi Komputasi di Bidang
Biologi (Bioinformatics)
Dalam
implementasi komputasi modern di bidang biologi terdapat Bioinformatika, sesuai
dengan asal katanya yaitu “bio” dan “informatika”, adalah gabungan antara ilmu
biologi dan ilmu teknik informasi (TI). Pada umumnya, Bioinformatika
didefenisikan sebagai aplikasi dari alat komputasi dan analisa untuk menangkap
dan menginterpretasikan data-data biologi. Ilmu ini merupakan ilmu baru yang
yang merangkup berbagai disiplin ilmu termasuk ilmu komputer, matematika dan
fisika, biologi, dan ilmu kedokteran, dimana kesemuanya saling menunjang dan
saling bermanfaat satu sama lainnya.
Istilah
bioinformatics mulai dikemukakan pada pertengahan era 1980-an untuk mengacu
pada penerapan komputer dalam biologi. Namun demikian, penerapan bidang-bidang
dalam bioinformatika (seperti pembuatan basis data dan pengembangan algoritma
untuk analisis sekuens biologis) sudah dilakukan sejak tahun 1960-an.
Ilmu
bioinformatika lahir atas insiatif para ahli ilmu komputer berdasarkan
artificial intelligence. Mereka berpikir bahwa semua gejala yang ada di alam
ini bisa diuat secara artificial melalui simulasi dari gejala-gejala tersebut.
Untuk mewujudkan hal ini diperlukan data-data yang yang menjadi kunci penentu
tindak-tanduk gejala alam tersebut, yaitu gen yang meliputi DNA atau RNA.
Bioinformatika ini penting untuk manajemen data-data dari dunia biologi dan
kedokteran modern. Perangkat utama Bioinformatika adalah program software dan
didukung oleh kesediaan internet
Perkembangan
teknologi DNA rekombinan memainkan peranan penting dalam lahirnya
bioinformatika. Teknologi DNA rekombinan memunculkan suatu pengetahuan baru
dalam rekayasa genetika organisme yang dikenala bioteknologi. Perkembangan
bioteknologi dari bioteknologi tradisional ke bioteknologi modren salah satunya
ditandainya dengan kemampuan manusia dalam melakukan analisis DNA organisme,
sekuensing DNA dan manipulasi DNA.
Sekuensing
DNA satu organisme, misalnya suatu virus memiliki kurang lebih 5.000 nukleotida
atau molekul DNA atau sekitar 11 gen, yang telah berhasil dibaca secara
menyeluruh pada tahun 1977. Kemudia Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3
milyar nukleotida yang menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3
tahun, walaupun semua ini belum terlalu lengkap. Saat ini terdapat milyaran
data nukleotida yang tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan
tahun 1982. Bioinformatika (bahasa Inggris: bioinformatics) adalah ilmu yang
mempelajari penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis
informasi biologis. 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 filogenetik, dan analisis ekspresi gen.
Bioinformatika
ialah ilmu yang mempelajari penerapan teknik komputasi untuk mengelola dan
menganalisis informasi hayati. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode
matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah
biologi, terutama yang terkait dengan penggunaan sekuens DNA dan asam amino.
Contoh topik utama bidang ini meliputi pangkalan data untuk mengelola informasi
hayati, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk
meramalkan struktur protein atau pun struktur sekunder RNA,
analisisfilogenetik, dan analisis ekspresi gen.
Bioinformatika
pertama kali dikemukakan pada pertengahan 1980an untuk mengacu kepada penerapan
ilmu komputer dalam bidang biologi. Meskipun demikian, penerapan bidang-bidang
dalam bioinformatika seperti pembuatan pangkalan data dan pengembangan
algoritmauntuk analisis sekuens biologi telah dilakukan sejak tahun 1960an.
Membicarakan
bioinformatika, tak dapat lepas dari proses lahirnya bidang tersebut.
Sebagaimana diketahui, bioteknologi dan teknologi informasi merupakan dua di
antara berbagai teknologi penting yang mengalami perkembangan signifikan dalam
beberapa tahun terakhir ini. Bioteknologi berakar dari bidang biologi,
sedangkan perkembangan teknologi informasi tak dapat dilepaskan dari
matematika. Umumnya biologi dan matematika dianggap sebagai dua bidang yang
sangat berbeda, dan sulit untuk dipadukan. Tetapi perkembangan ilmu pengetahuan
terkini justru menunjukkan sebaliknya. Perpaduan antara biologi dan matematika,
menghasilkan embrio suatu cabang pengetahuan baru yang memiliki masa depan yang
menjanjikan di abad 21 ini. Embrio itulah yang bernama bioinformatika.
Bioinformatika merupakan perpaduan harmonis antara teknologi informasi dan
bioteknologi, yang dilatarbelakangi oleh ledakan data (data explosion)
observasi biologi sebagai hasil yang dicapai dari kemajuan bioteknologi.
Contohnya adalah pertumbuhan pesat database DNA pada GenBank. Genbank adalah
database utama dalam biologi molekuler, yang dikelola oleh NCBI (National
Center for Biotechnology Information) di AS.
Kemajuan
teknik biologi molekuler dalam mengungkap sekuens biologi protein (sejak awal
1950an) dan asam nukleat (sejak 1960an) mengawali perkembangan pangkalan data
dan teknik analisis sekuens biologi. Pangkalan data sekuens protein mulai
dikembangkan pada tahun 1960an diAmerika Serikat, sementara pangkalan data
sekuens DNA dikembangkan pada akhir 1970an di Amerika Serikat dan Jerman pada
Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (European Molecular Biology Laboratory).
Penemuan
teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970an menjadi landasan
terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang dapat diungkapkan pada 1980an dan
1990an. Hal ini menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek
pengungkapan genom, yang meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis
sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya bioinformatika.
Perkembangan
jaringan internet juga mendukung berkembangnya bioinformatika. Pangkalan data
bioinformatika yang terhubungkan melalui internet memudahkan ilmuwan dalam
mengumpulkan hasil sekuensing ke dalam pangkalan data tersebut serta memperoleh
sekuens biologi sebagai bahan analisis. Selain itu, penyebaran program-program
aplikasi bioinformatika melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengakses
program-program tersebut dan kemudian memudahkan pengembangannya.
Tugas Bioinformatika
Pengembangan
dan penerapan alat yang memungkinkan akses yang efisien terhadap, dan
penggunaan dan pengelolaan, berbagai jenis informasi. Pengembangan algoritma
baru (rumus matematika) dan statistik yang dapat digunakan untuk menilai
hubungan-hubungan di antara anggota kumpulan data besar, seperti metode untuk
menemukan gen dalam suatu urutan, meramalkan struktur protein dan / atau
fungsi, dan protein urutan cluster ke dalam keluarga yang terkait.
Penerapan Bioinformatika
- · Basis data sekuens biologis
- · Penyejajaran sekuens
- · Prediksi struktur protein
- · Analisis ekspresi gen
Dalam Bidang Bioinformatika Terdapat 9
Cabang :
1.
Biophysics
Biophysics adalah sebuah bidang
interdisipliner yang mengaplikasikan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk
memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical Society).
2.
Computational Biology
Computational biology merupakan bagian dari
Bioinformatika yang paling dekat dengan bidang Biologi umum klasik. Fokus dari
computational biologyadalah gerak evolusi, populasi, dan biologi teoritis
daripada biomedis dalam molekul dan sel.
3.
Medical Informatics
Medical informatics adalah sebuah disiplin
ilmu yang baru yang didefinisikan sebagai pembelajaran, penemuan dan implementasi
dari struktur dan algoritma untuk meningkatkan komunikasi, pengertian dan
manajemen informasi medis.
4.
Cheminformatics
Cheminformatics adalah kombinasi dari
sintesis kimia, penyaringan biologis dan pendekatan data-mining yang digunakan
untuk penemuan dan pengembangan obat (Cambridge Healthech Institute’s Sixth
Annual Cheminformatics conference).
5.
Genomics
Genomics adalah bidang ilmu yang ada
sebelum selesainya sekuen genom, kecuali dalam bentuk yang paling kasar. Genomics
adalah setiap usaha untuk menganalisa atau membandingkan seluruh komplemen
genetik dari satu spesies atau lebih.
6.
Mathematical Biology
Mathematical biology menangani
masalah-masalah biologi, namun metode yang digunakan untuk menangani masalah
tersebut tidak perlu secara numerik dan tidak perlu diimplementasikan dalam
software maupun hardware.
7.
Proteomics
Proteomics berkaitan dengan studi
kuantitatif dan kualitatif dari ekspresi gen di level dari protein-protein
fungsional itu sendiri. Yaitu: “sebuah antarmuka antara biokimia protein dengan
biologi molekul”.
8.
Pharmacogenomics
Pharmacogenomics adalah aplikasi dari
pendekatan genomik dan teknologi pada identifikasi dari target-target obat.
9.
Pharmacogenetics
Pharmacogenetics adalah bagian dari
pharmacogenomics yang menggunakan metode genomik atau Bioinformatika untuk
mengidentifikasi hubungan-hubungan genomik.
