Bio-Informatika di Dunia Budidaya

              Perairan laut menawarkan sumber daya alam yang melimpah dan beragam. Hal ini menunjukkan potensi nya yang besar dalam penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan. Pada umumnya organisme laut mengundang daya tarik ilmiah karena mempunyai fenomena yang unik. Enzim dari mikroorganisme yang tahan panas mulai dikembangkan untuk industri fermentasi dan bioteknologi karena menawarkan sejumlah keuntungan yang menarik Pendekatan yang mendasar untuk mencapai sasaran utama adalah menelusuri dan memanipulasi mekanisme molukuler yang melatarbelakangi pembentukan suatu produk target guna memperoleh berbagai turunan produk yang lebih berkualitas. Pemahaman terhadap mekanisme molekuler tersebut adalah dgn mejajaki dan mengetahui lokasi dan fungsi gen-gen yang berperan melalui pendekatan Genomika Fungsional.

Genomika Fungsional merupakan cabang genetika yang ditujukan untuk mengungkapkan peta dan fungsi keseluruhan gen, termasuk didalam gen-gen yang berperan didalam pembentukan suatu produk hayati. Pada prinsip nya mempelajari fungsi genom melalui genomika fungsional dapat ditempuh dengan 3 tingkatan molekuler yang saling melengkapi, yaitu :
1. Anotasi Genom, yaitu mengidentifikasi gen-gen pada suatu genom, yang kemudian menganalisis letak dan fungsi-fungsi gen-gen tersebut.

2. RNA (Transkriptomika), yaitu menguji seluruh transkrip (produk transkrip gen) yang dihasilkan oleh suatu genom.

3. Proteomika, yaitu menguji suatu protein (produk translasi RNA) yang dihasilkan oleh suatu genom.

Anotasi Genom menggunakan berbagai perangkat lunak komputer. Meluasnya penggunaan perangkat-perangkat lunak untuk anotasi genom di seluruh dunia telah mendorong lahirnya suatu bidang ilmu baru yang disebut dengan "BIOINFORMATIKA". 

              Bioinformatika pada prinsipnya merupakan penggabungan antara pengetahuan biologi molekuler, matematika, dan ilmu komputer untuk memanejemen dan menganalisa data genom/ DNA dan protein. Dalam bioteknologi kelautan, pendekatan bioinformatika dapat digunakan untuk memprediksi fungsi gen dari suatu organisme laut dan sifat-sifat protein yang disandinya.

             Penemuan teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970an menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang dapat diungkapkan  pada 1980-1990an. 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.

              Pangkalan data utama untuk sekuens asam nukleat saat ini adalah (Amerika Serikat), (the European Molecular Biology Laboratory, Eropa), dan (DNA Data Bank of Japan, Jepang). Ketiga pangkalan tersebut bekerja sama  dan bertukar data secara harian untuk menjaga keluasan cakupan masing-masing pangkalan data. Sumber utama data sekuens asam nukleat adalah submisi (pengumpulan) langsung dari peneliti individual, proyek sekuensing genom dan pendaftaran paten. Selain berisi sekuens asam nukleat, entri dalam pangkalan data sekuens asam nukleat pada umumnya mengandung informasi tentang jenis asam nukleat (DNA dan RNA), nama organisme sumber asam nukleat tersebut, dan segala sesuatu yang berkaitan dengan sekuens asam nukleat tersebut.

Beberapa bioteknologi yang telah diaplikasikan pada bidang akuakultur adalah :

1. Teknologi Ekspresi Protein

Banyak produk sebagai contoh hormon, gonadotropin dan enzim telah digunakan dalam akuakultur . Ekspresi antigen untuk pengembangan vaksin mewakili pula kegiatan dalam bidang ini.

 

  

2. Mikrosatelit, RFLP, Analisis QTL

Teknologi tersebut digunakan untuk identifikasi stok, seleksi dalam kegiatan breeding, dan mengidentifikasi gen yang penting dalam akuakultur seperti pertumbuhan dan resistensi terhadap penyakit. Pemetaan dan karakerisasi gen semakin dipermudah dengan adanya teknologi QTL (Quantitative Trait Loci)

3. Vaksin DNA

Kegiatan ini melibatkan penggunaan DNA untuk mengekspresikan antigen dalam inang sebagai bagian dari proses vaksinasi. Ketika di uji tantang dengan virus IHNV, hampir 100% ikan dengan perlakuan teknologi ini selamat dan perlakuan kontrol 85-90% mengalami kematian.  

 

4. Chip DNA

Teknologi ini berkembang pesat dan telah diaplikasikan untuk ekspresi gen, pemetaan, penemuan gen, diagnosa genetik.

5. Proteomics

Proteomic adalah ilmu yang mempelajari sifat protein. Sebagai contoh untuk mengetahui proses yang menyebabkan penyakit, meneliti proses-proses dalam sel, networking pada skala protein. Teknologi ini bisa mengidentifikasi protein yang dapat berperan untuk penemuan obat, theurapeutics dan lainnya.

 

6. Teknologi Transgenik

Dalam bidang akuakultur teknologi ini berguna untuk meningkatkan laju pertumbuhan ikan, mengatur kematangan gonad, diferensiasi sex dan sterilitas, meningkatkan resistensi terhadap pathogen, mengadaptasi ikan terhadap lingkungan baru, merubah karakteristik biokimia dari daging ikan sehingga menciptakan rasa daging yang diinginkan, mengubah jalur metabolisme sehingga terjadi efisiensi pakan.

            Perangkat bioinformatika yang berkaitan erat dengan penggunaan pangkalan data sekuens biologi ialah BLAST (Basic Local Alignment Search Tool). Penelusuran BLAST  pada pangkalan data sekuens memungkinkan ilmuwan untuk mencari sekuens baik 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 atau untuk memeriksa fungsi gen hasil sekuensing, Algoritma yang mendasari kerja BLAST adalah penyejajaran sekuens.



Sumber :
               * Groenen, M.A.M. 2003. Geonomics. A Teaching Module. Wageningen University.

* Blogspot.com. 2010. Teknologi Hasil Perikanan. diakses melalui http://teknologi hasil perikanan-unsri. blogspot.com. pada 17 November 2011

             * Wordpress. 2006. Akuakultur. diakses melalui  http://akuakultur.wordpress.com/2006. pada 17 November 2011