Pendahuluan
LATAR BELAKANG
Sejarah
penggunaan komputer dalam ilmu biologi dimulai sejak tahun 1920an. Pada saat
itu, para ilmuwan mulai memikirkan tentang bagaimana cara untuk memformulasikan
hukum biologi (hukum-hukum baru di bidang biologi) melalui proses analisis
terhadap beberapa data biologi yang sudah ada melalui pendekatan yang disebut
dengan istilah induksi2. Sejak saat itu, para ilmuwan mulai terpicu sekaligus
terpacu untuk mulai mengumpulkan dan meningkatkan ketersediaan data biologi
yang berasal dari berbagai penilitian biologi di seluruh dunia, meliputi:
sekuen DNA, sekuen asam amino, struktur 3D protein, dan lain-lain. Di sisi
lain, para ilmuwan tersebut juga mulai mengembangkan berbagai jenis software
dan hardware komputer berkemampuan tinggi sebagai piranti untuk menunjang
proses analisis terhadap kelimpahan data biologi yang semakin hari juga semakin
bertambah dengan sangat pesat. Kedua hal inilah yang kemudian menjadi inspirasi
dan motivasi bagi para ilmuwan untuk mulai mencetuskan bioinformatika sebagai
satu disiplin keilmuan baru yang relatif independen dari biologi.
Beberapa cabang keilmuan lain, begitupula dengan
bioinformatika, relatif mustahil untuk bisa berdiri sendiri dengan tanpa
mendapatkan pengaruh dari beberapa cabang keilmuan lainnya. Secara umum,
bioinformatika adalah kombinasi dari konsep-konsep dasar di bidang biologi,
informatika, statistika, fisika, kimia, biokimia dan beberapa cabang keilmuan
lainnya. Fakta bahwa saat ini bioinformatika telah dapat diakses melalui
internet (world wide web) semakin mempercepat perkembangan bioinformatika ini
sendiri sehingga saat ini, cabang keilmuwan bioinformatika relatif telah
digunakan secara luas di berbagai penelitian, khususnya penelitian di bidang
biologi dan medis. Seiring dengan perkembangan bioinformatika yang sangat
pesat, maka definisi bioinformatika juga terus menerus mengalami pergeseran sebagai
akibat dari perkembangan itu sendiri. Hal inilah yang juga menjadi penyebab
mengapa hingga saat ini perdebatan terkait definisi bioinformatika masih terus
berlangsung di kalangan para ilmuwan dunia, khususnya di antara sesama ilmuwan
yang berkecimpung di bidang bioinformatika itu sendiri.
TUJUAN: Mengetahui perkembangan teknologi yang berkaitan
kedokteran
BATASAN MASALAH:
1.
Membahas
tentang teknologi yang berkaitan dengan kedokteran
2.
Materi
penulisan ini menganalisa dari 3 jurnal dengan judul:
a. Skrining Bakteri Vibrio Sp Asli
Indonesia sebagai Penyebab Penyakit Udang Berbasis Tehnik 16S Ribosomal DNA
(Feliatra Felix, Titania T Nugroho, Sila Silalahi and Yuslina Octavia)
b. Medical Imaging Untuk Analisis
Ekspresi Gen dalam Deteksi Penyakit (Ermatita, Sri Hartati, Retantyo Wardoyo,
dan Agus Harjoko)
c. Penentuan Spesies Bakteri Pseudomonas
Dan Analisis Phylogenetic Tree Secara Bioinformatika
ANALISIS
2.1 Analisa
Jurnal 1.
Judul Jurnal
1
Skrining Bakteri Vibrio Sp Asli
Indonesia sebagai Penyebab Penyakit Udang Berbasis Tehnik 16S Ribosomal DNA
Penulis
Feliatra
Felix, Titania T Nugroho, Sila Silalahi and Yuslina Octavia
Uraian
Bahan yang digunakan adalah udang
windu (Penaeus monodon), sampel air laut, air tambak, TCBS agar Merck, TSA agar
Merck, TSI agar Merck, larutan kristal violet, safranin, iodine, immersion oil,
hidrogen peroksida 3% ,(H2O2), tetrametyl-p phenylendiamein 1%, alkohol,
aquabides, spirtus, NaCl 0,9%, MR-VP broth, reagent metil red, kultur bakteri.
Metode penelitian yang digunakan adalah eksperimen, untuk
mengetahui dengan melakukan isolasi dan identifikasi morfologi dan kimia Vibrio
dari udang windu, air tambak dan air laut. Sepuluh ekor sampel udang windu
(Penaeus monodon) berumur sekitar 2 bulan diambil dari tambak udang di
Bengkalis, Sumatera Indonesia. Demikian juga dengan sampel udang yang diambil dari
Laut Jawa di Jepara Indonesia. Sampel diambil dengan memperhatikan tingkah laku
dan fisik
udang. Ciri udang yang diambil yakni bergerak lambat terhadap
respon yang diberikan, lemah, dan memiliki warna yang lebih pucat dibandingkan
udang
yang lain. Udang sampel dimasukkan ke dalam ice box sebagai
wadah penyimpanan sementara. Untuk sampel air laut dan tambak, pengambilan
dilakukan dengan botol ukuran 1000 ml pada tambak udang dan air laut di pinggir
pantai di Pulau Bengkalis. Sampel udang dicuci, dikeringkan, lalu ditimbang.
Berat 46,4 gram dan diencerkan kedalam 417,6 ml air laut yang sudah steril
(10-1) dan diencerkan sampai pengenceran ke 10-3. Pengenceran sampel air tambak
dilakukan sama dengan pengenceran pada sampel udang. Demikian pula untuk sampel
air laut. Selanjutnya dilakukan penanaman bakteri pada media TCBS yang diambil
1 ml dari pengenceran 10-2 dan 10-3 untuk masing-masing sampel pada cawan petri
yang telah disiapkan dengan media TCBS.
Hasil
Dari hasil penelitian didapat bahwa
isolat bakteri yang berhasil diidentifikasi dengan menggunakan analisis 16S
rDNA dari perairan Indonesia (kepulauan Bengkalis, Sumatera dan dari tambak di Jepara,
Jawa), lima strain diantaranya sudah terdaftar secara internasional pada gen
Bank Dunia, yaitu Vibrio alginolyticus, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio
harveyi, Vibrio shilonii, dan Vibrio vulnificus. dengan tingkat homolog diatas
97%, sedangkan dua strain diantaranya merupakan strain yang belum terdaftar
secara Internasional dalam gen bank dunia, dan ini diyakini merupakan Vibrio sp
asli Indonesia.
2.2 Analisa Jurnal 2.
Judul Jurnal 2
Medical
Imaging Untuk Analisis Ekspresi Gen dalam Deteksi Penyakit.
Penulis
Ermatita,
Sri Hartati, Retantyo Wardoyo, dan Agus Harjoko
Uraian
Salah satu teknologi yang berkembang
adalah pemeriksaan imaging dengan pengolahan citra. Pengolahan citra merupakan
proses mengolah piksel-piksel dalam citra digital untuk suatu tujuan tertentu,
terutama untuk menemukan informasi yang terkandung didalamnya.
Proses pengolahan citra melalui tahapan sebagai berikut
a. Pembentukan Citra (Data Acquisition): Menentukan data yang
diperlukan dan memilih metode perekaman citra dijital.
b. Pengolahan Citra Tingkat Awal (Image Preprocessing):
Meningkatkan kontras, menghilangkan gangguan geometric / radiometrik,
menentukan bagian citra yang akan diobservasi.
c. Segmentasi Citra (Image Segmentation) dan Deteksi Sisi
(Edge Detection): Melakukan partisi citra menjadi wilayah-wilayah obyek
(internal properties) atau menentukan garis batas wilayah obyek(external shape
characteristics).
d.Seleksi dan Ekstraksi Ciri (Feature Extraction and
Selection): Seleksi ciri memilih informasi kwantitatif dari ciri yang ada, yang
dapat membedakan kelas-kelas obyek secara baik. Ekstraksi ciri mengukur besaran
kwantitatif ciri setiap piksel Representasi dan Deskripsi: Suatu wilayah dapat
direpresentasi sebagai suatu list titik-titik koordinat dalam loop yang
tertutup, dengan deskripsi luasan / perimeternya
e. Pengenalan Pola (Pattern Recognition): Memberikan
labelkategori obyek pada setiap piksel citra berdasarkan informasi yang
diberikan oleh deskriptor atau ciri piksel bersangkutan (pewilayahan jaringan
keras dan pewilayahan berbagai jaringan lunak pada citra biomedik)
f. Interpretasi Citra (Image Interpretation): Memberikan arti
pada obyek yang sudah berhasil dikenali (dari citra klasifikasi biomedik dapat
dilihat adanya penyakit tumor)
g. Penyusunan Basis Pengetahuan: Basis pengetahuan ini
digunakan sebagai referensi pada proses template matching / object recognition.
Tahapan-tahapan tersebut di atas dilakukan dalam melakukan
pemeriksaan image untuk membantu proses diagnosis suatu penyakit dalam bidang
medical imaging
Hasil
Dapat
mengumpulkan data berupa image kemudian dilakukan ekstrasi data, dan hasilnya
yang di kuantifikasi dan dikenali polanya sehingga dapat di interpretasikan
untuk mendapatkan informasi dari image yang ada. Pada contoh di atas dalam
penelitian untuk deteksi kanker payudara, proses dengan medical imanging dapat
membantu mengenali mutasi gen pada BRCA1 dan BRCA2 yang dapat mengindikasikan
seseorang terkena suatu penyakit kanker. Semua kegiatan tersebut
digunakan untuk menggali informasi agar struktur anatomi
fungsi biologis yang tidak
normal tidak mengancam kehidupan normal, sehingga dapat di
berikan perlakuan agar terhindar dari suatu penuyakit.
2.3. Analisa Jurnal 3.
Judul Jurnal 3
Penentuan Spesies Bakteri Pseudomonas
Dan Analisis Phylogenetic Tree Secara Bioinformatika
Penulis
Yoyon Suyono
Uraian
Bahan yang
digunakan meliputi Buffered Pepton Wáter (Difco), NaCl (e Merck), Alkohol (e
Merck), Pseudomonas Isolation Agar (PIA) (Difco), Casamino Acid Media (Difco)
dan Alumunium Foil. Peralatan meliputi wadah contoh (bahan dari gelas dan
plastik), alat sampling, timbangan analitik, timbangan top loading, cawan
petri, jarum ose, pipet tetes, pipet ukur, botol pengencer, tabung reaksi, labu
ukur, gelas kimia, erlenmeyer, oven, inkubator, autoklaf, bunsen, hot plate stirer,
laminar flow, pinset, pH meter dan termometer.
Prosedur penelitian meliputi pengambilan contoh tanah di
salah satu industri untuk isolasi bakteri (sesuai prosedur pengambilan contoh
tanah untuk analisa mikroba, 2004, Balai Penelitian Tanah, Jawa Barat). Isolasi
bakteri, ditimbang 25 g contoh tanah kemudian dilarutkan dalam 225 ml Buffered
Pepton Wáter. Larutan contoh diencerkan sampai 5 kali pengenceran (10-5)
kemudian diambil 1 ml dari masing-masing pengenceran bahan untuk dicampurkan
dengan Pseudomonas Isolation Agar pada cawan petri dan diinkubasi pada suhu
37oC selama 48 jam dengan posisi cawan petri terbalik. Setelah diinkubasi
diamati pertumbuhan bakteri dan dipindahkan koloni yang terpisah menggunakan
jarum ose ke dalam media Casamino Acid Media agar miring dan diinkubasi 48 jam
hingga diperoleh bakteri tunggal (isolat murni). Isolat murni yang dihasilkan
di analisa genetika (16S rRNA) di Balai Pengkajian Bioteknologi BPPT Serpong,
Tangerang Banten.
Hasil
Studi
bioinfomatika terhadap hasil PCR-I6S rRNA meliputi studi kemiripan sekuen yang
ada pada database menggunakan Basic Local Aligment Search Tool (BLAST) di situs
NCBI secara on line, sekuen yang diperoleh disimpan dalam format FASTA pada
notepade selanjutnya di alignment menggunakan Clustal W di situs EMBLEBI secara
on line dan divisualisasikan dalam bentuk phylogenetic tree menggunakan program
TreeView yang diunduh dari situs “http://taxonomy.-
zoology.gla.ac.uk/rod/treeview.html” secara off line.
