KOMPUTASI BIOLOGI

Apa itu komputasi, dan implementasi apa yang menggunkankan komputasi biologi modern saat ini, berikut pemaparan dari komputasi biologi
     
      Komputasi bisa diartikan sebagai proses perhitungan atau pemecahan masalah menggunakan algoritma komputer. Asal muasal lahirnya proses komputasi berasal dari kegiatan hitung menghitung yang dilakukan manusia sejak berabad-abad silam. Manusia mulai mengenal angka dan cara menghitung, misalnya menghitung barang hasil barter, sistem kalender dan rasi bintang. Alat-alat yang digunakan pada masa itu juga masih sangat sederhana seperti pena, kertas dan batu.
 
       Biologi, 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
       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 dan teknologi informasi merupakan dua diantara dari berbagai teknologi penting yang mengalami perkembangan yang signifikan dalam beberapa tahun terakhir ini. Bioteknologi ini berawal dari bidang biologi, sedangkan perkembangan teknologi informasi tak dapat dilepaskan dari matematika. Pada umumnya biologi dan matematika dianggap sebagai database utama dalam bilogi molekuler, yang dikelola oleh NCBI (National Center for Biotechnology Information) di Amerika Serikat.
Dalam bidang bioinformatika mempunyai 9 cabang, yaitu:
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 InformaticsMedical 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.

Penerapan komputasi biologi modern saat ini sudah banyak digunkan, contohmya pada bidang kesehatan.

      Penerapan Komputasi Modern Dibidang Kesehatan
Salah satu contoh penerapan komputasi modern di bidang kesehatan adalah penggunaan alat-alat kedokteran yang mempergunakan aplikasi komputer, salah satunya adalah USG (Ultra sonografi).

USG adalah suatu alat dalam dunia kedokteran yang memanfaatkan gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi yang tinggi (250 kHz – 2000 kHz) yang kemudian hasilnya ditampilkan dalam layar monitor. Pada awalnya penemuan alat USG diawali dengan penemuan gelombang ultrasonik kemudian bertahun-tahun setelah itu, tepatnya sekira tahun 1920-an, prinsip kerja gelombang ultrasonik mulai diterapkan dalam bidang kedokteran. Penggunaan ultrasonik dalam bidang kedokteran ini pertama kali diaplikasikan untuk kepentingan terapi bukan untuk mendiagnosis suatu penyakit. Dalam hal ini yang dimanfaatkan adalah kemampuan gelombang ultrasonik dalam menghancurkan sel-sel atau jaringan “berbahaya” ini kemudian secara luas diterapkan pula untuk penyembuhan penyakit-penyakit lainnya.

Contoh USG
Bidang kedokteran dan Teknologi Informasi sangatlah berhubungan. Diantanranya ditunjukan oleh beberapa peran Teknologi Informasi di bidang kedokteran, diantaranya:
Sistem informasi digunakan untuk mencatat   rekaman medis pasien secara elektronis.
Untuk mencari informasi tentang seseorang pasien, pengunjung dapat berinteraksi secara langsung dengan terminal yang disediakan untuk keperluan itu. Dengan mengetikkan sepenggal nama, system informasi akan segera menyajikan informasi tentang pasien yang memenuhi criteria pencarian.
Teknologi informasi diterapkan pada peralatan medis missal CT Scan (Computer Tomography). CT Scan adalah peralatan yang mampu memotret bagian dalam tubuh seseorang tanpa harus dilakukan pembedahan.
Mycin merupakan contoh system pakar yang digunakan untuk membantu juru medis mendiagnosis penyakit darah yang cepat menular dan kemudian dapat memberikan saran berupa penggunaan antibiotic yang sesuai. (system pakar adalah perangkat lunak yang ditujukan untuk meniru keahlian seseorang dalam bidang tertentu).
Sistem berbasis kartu cerdas (smart card) dapat digunakan juru medis untuk mengetahui riwayat penyakit pasien yang datang ke rumah sakit karena dalam kartu tersebut para juru medis dapat mengetahui riwayat penyakit pasien.
Penggunaan komputer hasil pencitraan tiga dimensi untuk menunjukkan letak tumor dalam tubuh pasien.
Dalam bidang jasa pelayanan kesehatan teknologi informasi berguna untuk memberikan pelayanan secara terpadu dari pendaftaran pasien sampai kepada system penagihan yang bisa dilihat melalui internet.
Penggunaan alat-alat kedokteran yang mempergunakan aplikasi komputer, salah satunya adalah USG (Ultra sonografi). USG adalah suatu alat dalam dunia kedokteran yang memanfaatkan gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi yang tinggi (250 kHz – 2000 kHz) yang kemudian hasilnya ditampilkan dalam layar monitor.
Teknologi nirkabel. Pemanfaatan jaringan computer dalam dunia medis sebenarnya sudah dirintis sejak hampir 40 tahun yang lalu. Pada tahun 1976/1977, University of Vermon Hospital dan Walter Reed Army Hospital mengembangkan local area network (LAN) yang memungkinkan pengguna dapat log on ke berbagai komputer dari satu terminal di nursing station. Saat ini, jaringan nir kabel menjadi primadona karena pengguna tetap tersambung ke dalam jaringan tanpa terhambat mobilitasnya oleh kabel. Melalui jaringan nir kabel, dokter dapat selalu terkoneksi ke dalam database pasien tanpa harus terganggun mobilitasnya.
Pencarian dan Peletakan dan Informasi Obat-obatan.
Penggunaan Biosensor. Biosensor merupakan suatu alat Instrumen elektronik yang bekerja untuk mendektesi sample biokimia. Contoh paling sederhana adalah alat uji diabetes.

Link word :

https://drive.google.com/file/d/0B7LJgKWUlVG1OHZxUG1YbmY4VTg/view?usp=sharing

Sumber:
http://www.slideshare.net/jayamartha/komputasi-fisika-1-pengantar-pemrogramandankomputasi

http://himaster.mipa.uns.ac.id/859/

http://adryanepratama.blogspot.co.id/2015/04/teori-komputasi-dan-implementasi.html