Praktikum at BBI Tingkir and pos penyuluh perikanan Salatiga

Summary Journal Bioinformatic of Aquaculture (UAS TI 2012)

        Seiring perkembangan zaman, bioinformatikapun mulai merambah di bidang perikanan. Sebagai contoh pada jurnal "PENERAPAN SELEKSI FAMILI F3 PADA IKAN NILA HITAM (Oreochromis niloticus)" yang terdapat pada E-Journal UNDIP, untuk mempermudah dalam pencarian saya sediakan link download di sini.

           Ringkasan jurnal tersebut disajikan sebagai berikut :

      Pemilihan induk nila merupakan faktor penting dalam meningkatkan mutu dan kualitas produksi dari ikan nila tersebut. Dalam pemilihan induk untuk mendapatkan induk yang unggul dapat menggunakan Metode Seleksi Famili. Caranya setelah pemijahan awal kemudian anak hasil pemijahan diambil secara acak untuk dilakukan pendederan. Kemudian melakukan seleksi famili untuk hasil yang terbaik. Metode seleksi famili merupakan metode yang sering dilakukan dalam proses pemijahan, karena setelah dilakukan metode ini maka didapatkan hasil pembenihan yang lebih baik dari yang sebelumnya. Oleh karena itu metode ini mulai di gunakan agar mendapatkan keturunan ikan yang baik. dengan mengacu pada metode percobaan yang terdapat pada jurnal tersebut, proses pemijahan pada masing-masing famili telah berhasil sehingga telah berhasil memproduksi generasi baru F3.

    Setelah berhasil mendapatkan generasi baru, kemudian mulai menerapkan metode seleksi famili pada keturunan F3 Ikan Nila Hitam (Oreochromis niloticus), agar bisa menjadi idukan yang baik sehingga pada keturunan F4 nantinya juga akan lebih baik dari keturunan sebelumnya. seleksi famili ini dilakukan pada saat pendederan ikan dengan menyeleksi ikan sesuai ukuran benih yang terdapat pada saat pendederan. Untuk meningkatkan kemurniannya, maka proses seleksi perlu dilanjutkan untuk menghasilkan generasi F4. Bila pada F4 dapat menghasilkan famili dengan hereditas yang lebih tinggi dan respon seleksi yang lebih besar, maka generasi F4 ini dapat digunakan sebagai induk penjenis untuk menghasilkan induk pokok.

Demikian ringkasan singkat tentang penjelasan isi jurnal, selain bagi Ikan Nila Hitam (Oreochromis niloticus), metode ini juga dapat diterapkan pada jenis ikan lain. Semoga penjelasan ini bermanfaat bagi pembaca.

Thanks.

BIONFORMATIC OF AQUACULTURE

Bioinformatic 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 proteinmaupun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen.

Salah satu contoh penerapan bionformatic dibidang aquaculture adalah Isolasi Fragmen Tertentu Gen Hormon Pertumbuhan Ikan Mas Majalaya dan Ikan Nila Gift Dengan Metode CTAB-PCR. Selengkapnya dapat dilihat pada jurnal.

Ringkasan Jurnal tersebut disajikan sebagai berikut :

Isolasi Fragmen Tertentu Gen Hormon Pertumbuhan 

Ikan Mas Majalaya dan Ikan Nila Gift 

Dengan Metode CTAB-PCR

Hormon pertumbuhan (Growth Hormone / GH) pada ikan berperan untuk memacu pertumbuhan, disamping terlibat juga dalam fungsi osmoregulasi, pengaturan keseimbangan cairan elektrolit dan proses-proses metabolisme.Metode CTAB (Cetyl Trymethyl Ammonium Bromide) digunakan untuk mengisolasi DNA sel ikan (DNA genomik) dari sirip ekor ikan mas Majalaya dan nila GIFT. Isolasi gen hormon pertumbuhan dari DNA genomik kedua jenis ikan dapat disintesis dengan primer cGH (carp Growth Hormone) dan TiGH (Tilapia Growth Hormone) menggunakan metode PCR (Polymerase Chain Reaction).Hasil elektroforegram produk amplifikasi PCR untuk sebagian gen hormon pertumbuhan ikan mas Majalaya dapat dideteksi dengan ukuran fragmen DNA sebesar 615 bp dan 349 bp. Ukuran fragmen cDNA (complementary DNA) penyandi hormon pertumbuhan ikan mas India (Indian carps) sekitar 600 bp. Fragmen DNA hormon pertumbuhan ikan nila GIFT dapat dideteksi dengan ukuran 597 bp, sedangkan pada spesies Tilapia mossambica berukuran 567 bp.

Gen hormon pertumbuhan (Growth Hormone = GH) merupakan hormon polipeptida rantai tunggal yang disekresikan oleh hipofisis anterior. Peranan utama GH pada vertebrata adalah memacu pertumbuhan somatik. Pada ikan, GH disamping mengaktivasi pemacuan pertumbuhan, juga terlibat dalam fungsi osmoregulasi, keseimbangan cairan elektrolit dan proses-proses yang berhubungan dengan metabolisme.

Untuk memperoleh gen hormon pertumbuhan dapat dilakukan dengan ekstraksi DNA sel ikan guna mengisolasi DNA sel dengan metode CTAB (Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide) sehingga didapat DNA genom (Suharsono, 2005). DNA genom hasil isolasi digunakan sebagai template (cetakan) oleh primer penyandi GH untuk mengkopi urutan GH yang dapat dilipatgandakan jumlah kopinya dengan thermocycler (mesin PCR / Polymerase Chain Reaction) melalui tahapan denaturasi, annealing dan elongation. Gen hormon pertumbuhan dari beberapa ikan seperti chum salmon, rainbow trout, chinnok salmon, tilapia (jenis ikan nila) dan carp (jenis ikan mas) telah dapat dikloning dan memberikan ekspresi gen GH pada E. coli.

Metode dapat dilakukan dengan cara :

1.      Isolasi DNA genom

Prinsipnya adalah memisahkan DNA kromosom atau DNA genom dari komponen-komponen sel lain. Sumber DNA bisa dari tanaman, kultur mikroorganise, atau sel manusia. Membran sel dilisis dengan menambahkan detergen untuk membebaskan isinya, kemudian pada ekstrak sel tersebut ditambahkan protease (yang berfungsi mendegradasi protein) dan RNase (yang berfungsi untuk mendegradasi RNA), sehingga yang tinggal adalah DNA. Selanjutnya ekstrak tersebut dipanaskan sampai suhu 90 oC untuk menginaktifasi enzim yang mendegradasi DNA (DNase). Larutan DNA kemudian di presipitasi dengan etanol dan bisa dilarutkan lagi dengan air. 

2.      Elektroforesis Gel Agarosa

Elektroforesis DNA merupakan teknik untuk memisahkan sampel DNA berdasarkan atas ukuran (berat molekul) dan struktur fisik molekulnya. Gel yang biasa digunakan antara lain agarosa. Elektroforesis gel agarosa dapat dilakukan untuk memisahkan sampel DNA dengan ukuran dari beberapa ratus hingga 20.000 pasang basa (bp).

3.      Amplifikasi Gen Hormon Pertumbuhan

Kesimpulan yang didapatkan dari isi jurnal adalah :   

1. DNA genom ikan mas Majalaya dan ikan nila GIFT yang dibudidayakan di Indonesia dapat diisolasi dari sirip ekor dengan menggunakan metode CTAB (Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide)
2. Isolasi gen hormon pertumbuhan ikan mas Majalaya dan ikan nila dari DNA genom kedua ikan telah dapat dilakukan menggunakan teknik PCR yang memakai suhu annealing 48 ⁰C dan variasi konsentrasi MgCl₂ 1,75 mM ;  MgCl₂ 2,00 mM dan MgCl₂ 2,25 mM
3. Keberadaan sebagian gen hormon pertumbuhan ikan mas Majalaya sebagai produk amplifikasi PCR terdeteksi pada ukuran panjang DNA sebesar 615 bp dan 349 bp serta pada ikan nila GIFT sebesar 597 bp.

PENGINDERAAN JAUH DAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS

Bertambahnya jumlah penduduk dan pembangunan sangat mempengaruhi perubahan tatanan lingkungan seperti menurunnya kualitas lingkungan, degradasi lingkungan/kerusakan lingkungan serta berkurangnya sumberdaya alam maupun perubahan tata guna lahan. Seperti yang terjadi pada beberapa sungai di Indonesia serta peningkatan berbagai aktivitas di wilayah sungai yang tidak memperhatikan penataan wilayah mengakibatkan dampak negatif berupa menurunnya kualitas air sungai. Dalam menganalisis dampak pencemaran yang terjadi dilakukan dengan menggunakan metoda Inderaja (Penginderaan Jauh) dan model monitoring kualitas air melalui SIG (Sistem Informasi Geografis).

SIG merupakan suatu sistem informasi yang berbasis komputer untuk mengumpulkan, memanipulasi, memproses, menganalisis serta menyajikan data baik berupa data spasial atau tabular yang bergeoreferensi.

Penginderaan Jauh merupakan kemampuan memanipulasi, menganalisis dan menginterpretasi data citra satelit tentang fenomena yang ada di bumi  termasuk pesisir dan laut melalui program software tertentu untuk mendapatkan informasi yang lebih jelas dan mencakup wilayah yang luas.

Pada penelitian metode Penginderaan Jauh dan Sistem Informasi Geografis dapat digunakan sebagai alat bantu dalam melakukan analisis perubahan penggunaan lahan.
Metode penerapan SIG dan Penginderaan Jauh dapat dilihat pada contoh hasil analisis perubahan lahan di wilayah Kali Surabaya, dalam jurnal Klik Disini

BIO-INFORMATIKA DALAM DUNIA BUDIDAYA

Apa ceh bio-informatika??

Dalam kuliah TI saya kemarin pak dosen menjelaskan kalau Bio-Informatika itu bisa dikatakan sebagai:

• Suatu ilmu sains yang menggabungkan antara Ilmu Biologi, Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi yang menjadi satu disiplin Ilmu, yang mengatur dan menganalisa data-data biologi dengan menggunakan teknik komputasi tingkat lanjut dan mempunyai tujuan lebih lanjut (oleh para ahli) untuk menemukan dan menyusun pemahaman ilmu biologi baru, dari penggabungan prinsip-prinsip yang berbeda.

Dan secara umum Bio-Informatika itu adalah 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, analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen. Untuk lebih lengkap silahkan baca disini.

Bioteknologi dalam dua dekade terakhir telah berperan besar dalam sebagian besar disiplin ilmu contohnya ilmu kedokteran, farmasi dan pertanian. Dengan perkembangan teknologi di setiap bidang (termasuk akuakultur), peluang penelitian dengan menggunakan teknik-teknik terbaru pun muncul dan hal ini membangkitkan pula industri  bioteknologi dewasa ini.

Beberapa “platform” bioteknologi yang telah diaplikasikan pada bidang akuakultur akan dijelaskan dibawah ini:

A. Teknologi ekspresi protein

B. Mikrosatelit, RFLP, Analisis QTL

C. Vaksin DNA

D. Chip DNA
E. Proteomics
F. Teknologi Transgenik

Untuk penjelasan lebih rinci tentang beberapa platform diatas dapat dilihat disini. 

Ciri-Ciri Habitat dan Ekosistem di Air Tawar dan Air Laut

- A. Ciri Habitat Air Tawar
1. Variasi temperatur atau suhu rendah
2. Kadar garam atau salinitas rendah
3. Penetrasi dari cahaya matahari kurang
4. Terpegaruh iklim dan cuaca alam sekitar
5. Aliran air terjadi setiap waktu terus-menerus pada sungai
6. Secara fisik dan biologi merupakan perantara habitat laut dan darat.
7. Tumbuhan mikroskopis seperti alga dan fitoplankton sebagai produsen utama.

- B. Ciri Habitat Air Laut
1. Variasi temperatur atau suhu tinggi
2. Kadar garam / salinitas / tingkat keasinan tinggi
3. Penetrasi dari cahaya matahari tinggi
4. Ekosistem tidak terpegaruh iklim dan cuaca alam sekitar
5. Aliran atau arus laut terus bergerak karena perbedaan iklim, temperatur dan rotasi bumi
6. Habitat di laut saling berhubungan / berkaitan satu sama lain
7. Komunitas air asin terdiri dari produsen, konsumen, zooplankton dan dekomposer.

Informasi Tambahan :
Binatang Air Tawar :
- Ikan mas, ikan mujair, ikan nila, ikan bandeng, ikan cupang, ikan cere, ikan betok, ikan sepat, yuyu, katak, dan lain sebagainya.
Binatang Air Laut :
- Ikan tenggiri, ikan teri, cumi-cumi, sotong, gurita, teripang, kuda laut, kepiting, kerang hijau, dan banyak lagi lainnya.

Misi NCBI (National Center for Biotechnology Information)

Pengantar umum

Memahami bahasa alam bisu namun elegan dari sel-sel hidup adalah pencarian biologimolekuler modern. Dari alfabet hanya empat huruf mewakili subunit kimia DNA munculsintaks dari proses kehidupan yang paling kompleks ekspresi manusia. Mengungkap dan penggunaan "alfabet" untuk bentuk baru "kata dan frase" adalah fokus sentral dari bidangbiologi molekuler. Volume mengejutkan data molekuler dan pola yang samar dan halustelah menyebabkan syarat mutlak untuk database terkomputerisasi dan alat analisis.Tantangannya adalah dalam mencari pendekatan baru untuk berurusan dengan volume dan kompleksitas data dan dalam menyediakan peneliti dengan akses yang lebih baikuntuk analisis dan alat komputasi untuk meningkatkan pemahaman dari warisan genetik kita dan perannya dalam kesehatan dan penyakit.

Mendirikan NCBI

Senator akhir Claude Pepper mengakui pentingnya metode pengolahan informasi terkomputerisasi untuk melakukan penelitian biomedis dan undang-undang yang disponsori mendirikan Pusat Informasi Bioteknologi Nasional (NCBI) pada tanggal 4 November 1988, sebagai sebuah divisi dari National Library of Medicine (NLM ) di InstitutKesehatan Nasional (NIH). NLM dipilih untuk pengalaman dalam menciptakan dan memelihara database biomedis, dan karena sebagai bagian dari NIH, itu bisa membangunprogram penelitian intramural komputasi dalam biologi molekular. Komponen penelitian kolektif NIH membentuk fasilitas penelitian biomedis terbesar di dunia.

Penelitian Dasar

Sebagai sumber daya nasional untuk informasi biologi molekuler, misi NCBI adalah untuk mengembangkan teknologi informasi baru untuk membantu dalam pemahaman prosesmolekuler dan genetik yang mendasar yang mengontrol kesehatan dan penyakit. Lebihkhusus, NCBI telah diisi dengan menciptakan sistem otomatis untuk menyimpan dan menganalisis pengetahuan tentang biologi molekuler, biokimia, genetika danmemfasilitasi penggunaan database tersebut dan perangkat lunak oleh penelitian dankomunitas medis; mengkoordinasikan upaya-upaya untuk mengumpulkan informasibioteknologi baik secara nasional dan internasional, dan melakukan penelitian metode canggih berbasis komputer pengolahan informasi untuk menganalisis struktur dan fungsimolekul biologis penting.


Untuk melaksanakan tanggung jawab yang beragam, NCBI:

-Melakukan penelitian pada masalah biomedis mendasar di tingkat molekul menggunakanmetode matematis dan komputasi
-Mempertahankan kerjasama dengan beberapa lembaga NIH, akademisi, industri, dan lembaga pemerintah lainnya
-Mendorong komunikasi ilmiah oleh pertemuan mensponsori, lokakarya, dan serangkaian ceramah
-Mendukung pelatihan pada penelitian dasar dan terapan dalam biologi komputasi untukrekan-rekan postdoctoral melalui Program Penelitian NIH Intramural
-Melibatkan anggota masyarakat ilmiah internasional dalam penelitian dan pelatihaninformatika melalui Program Pengunjung Ilmiah
-Mengembangkan, mendistribusikan, mendukung, dan koordinat akses ke berbagai database dan perangkat lunak untuk masyarakat ilmiah dan medis
-Mengembangkan dan mempromosikan standar untuk database, deposisi data danpertukaran, dan tata-nama biologi

Terjemahan dari : http://translate.google.co.id/

Sumber asli : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/About/glance/ourmission.html

Peran Database NCBI

NCBI (National Centre for Biotechnology Information) merupakan suatu institusi yang konsen sebagai sumber informasi perkembangan biologi molekuler. NCBI membuat database yang dapat diakses oleh publik, merangsang riset biologi terkomputasi, mengembangkan software penganalisis data genome, dan menyebarkan informasi biomedical yang kesemuanya diharapkan mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang proses-proses molekuler yang mempengaruhi manusia dan kesehatannya.
Situs akses NCBI : www.ncbi.nlm.nih.gov. Beberapa menu yang disediakan oleh NCBI yang populer antara lain BLAST, Pubmed, Pubmed central, Gene, Genome, Nucleotide, Protein dan SNP.

1. Salah satu tools yang tersedia dalam situs NCBI ini adalah BLAST.
BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) merupakan suatu alat pencari yang dapat menyesuaikan dan mencari sekuen yang mirip dengan sekuen meragukan yang kita miliki melalui perbandingan sekuen melalui GenBank DNA database dalam waktu singkat.
Ada 5 program utama dalam BLAST, yaitu :
1. nucleotide blast (blastn) : membandingkan suatu sekuen nukleotida yang kita miliki dengan database sekuen nukleotida
2. protein blast (blastp) : membandingkan suatu sekuen asam amino yang kita miliki dengan database sekuen protein
3. blastx : membandingkan produk translasi konsep 6-frame sebuah sekuen nukleotida (translated nucleotide) yang kita miliki dengan database sekuen protein

4. tblastn : membandingkan suatu sekuen protein yang kita miliki dengan database sekuen nukleotida yang secara dinamis ditranslasi pada semua pembacaan 6 frame.
5. tblastx : membandingkan suatu translasi 6 frame dari nukleotida.

2. Mencari referensi penelitian melalui NCBI
Beberapa journal penelitian dapat diakses pada database NCBI melalui Pubmed maupun Pubmed central.

PubMed adalah sebuah layanan dari National Library of Medicine, yang menyertakan lebih dari 20 juta kutipan untuk artikel-artikel biomedis sejak tahun 1950-an hingga kini. Kutipan-kutipan itu dari MEDLINE dan tambahan dari jurnal-jurnal sains kehidupan. PuMed menyertakan link ke banyak situs yang menyediakan teks lengkap dari artikel tersebut dan sumber-sumber yang berhubungan. PubMed Central (PMC) adalah tempat arsip digital jurnal bebas/gratis yang disediakan oleh Institut Kesehatan Nasional AS (National Institutes of Health-NIH) yang menyediakan literatur ilmiah di bidang biomedik dan ilmu hayat.
Misal : Beberapa jurnal yang digunakan untuk referensi dalam penulisan tesis yang ditelusuri melalui data base pubmed.

Diterbitkan di: 12 Mei, 2011   

Sumber : http://wanenoor.blogspot.com/2011/05/peran-database-ncbi-bisa-mendukung.html