BLAST dalam Bioinformatika: Jenis, Langkah, dan Aplikasinya

Perkembangan bioinformatika tidak dapat dipisahkan dari meningkatnya jumlah data sekuens DNA dan protein. Untuk memahami fungsi biologis suatu gen atau protein, peneliti perlu membandingkan sekuens yang dimiliki dengan sekuens lain yang telah diketahui. Salah satu alat paling fundamental untuk tujuan ini adalah https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) , sebuah algoritma pencocokan sekuens yang dikembangkan untuk mencari kemiripan lokal secara cepat dan efisien [1]. BLAST menjadi tulang punggung analisis molekuler modern karena mampu menghubungkan data sekuens dengan informasi biologis seperti fungsi gen, hubungan evolusi, hingga identifikasi organisme.

Prinsip Kerja BLAST

Secara konsep, BLAST bekerja dengan membandingkan sekuens kueri terhadap basis data sekuens untuk menemukan daerah yang memiliki kemiripan signifikan. Berbeda dengan metode penjajaran global, BLAST berfokus pada local alignment, sehingga lebih efisien dan relevan secara biologis, terutama ketika sekuens yang dibandingkan hanya berbagi sebagian kesamaan [1]. Algoritma BLAST memecah sekuens menjadi fragmen pendek (word), mencari kecocokan awal, lalu memperluas penjajaran tersebut untuk menghitung skor kesamaan. Nilai statistik seperti E-value digunakan untuk menilai apakah kemiripan yang ditemukan terjadi secara kebetulan atau memiliki makna biologis [2].

Jenis-Jenis BLAST

BLAST tersedia dalam beberapa varian yang disesuaikan dengan jenis sekuens yang dibandingkan. Setiap jenis memiliki fungsi biologis dan konteks penggunaan yang berbeda [1], [3].

• BLASTn (Nucleotide–Nucleotide BLAST)
  Digunakan untuk membandingkan sekuens DNA atau RNA dengan basis data nukleotida. BLASTn umum dimanfaatkan dalam identifikasi gen, analisis variasi sekuens, serta DNA barcoding untuk penentuan spesies [3].
• BLASTp (Protein–Protein BLAST)
  Digunakan untuk membandingkan sekuens protein dengan basis data protein. Jenis ini sangat penting untuk memprediksi fungsi protein, mengidentifikasi domain konservatif, dan mempelajari hubungan evolusioner antar protein [2].
• BLASTx (Translated Nucleotide–Protein BLAST)
  Pada BLASTx, sekuens DNA ditranslasikan secara komputasional menjadi asam amino, kemudian dibandingkan dengan basis data protein. Metode ini berguna untuk mendeteksi gen pengkode protein pada sekuens DNA yang belum dianotasi [1].
• tBLASTn (Protein–Translated Nucleotide BLAST)
  Digunakan untuk membandingkan sekuens protein dengan basis data DNA yang ditranslasikan. tBLASTn sering digunakan untuk mencari gen homolog dalam genom yang belum memiliki anotasi protein lengkap [3].
• tBLASTx (Translated Nucleotide–Translated Nucleotide BLAST)
  Merupakan varian paling sensitif karena kedua sekuens DNA ditranslasikan sebelum dibandingkan. Meskipun komputasinya berat, tBLASTx berguna untuk mendeteksi hubungan evolusioner jauh antar gen [2].

Langkah Umum Analisis Menggunakan BLAST

Penggunaan BLAST secara umum mengikuti beberapa tahapan utama. Pertama, pengguna memasukkan sekuens kueri dalam format FASTA. Kedua, memilih jenis BLAST dan basis data yang relevan. Ketiga, menjalankan pencarian dan menganalisis hasil berupa skor kesamaan, E-value, serta identitas sekuens [2]. Dari sudut pandang biologi, tahap interpretasi merupakan bagian paling krusial. Kemiripan sekuens yang tinggi sering kali mengindikasikan kesamaan fungsi atau hubungan evolusioner, meskipun faktor lain seperti domain protein dan konteks biologis tetap harus dipertimbangkan [3].

Langkah Umum Analisis Menggunakan BLAST

Penggunaan BLAST secara umum mengikuti beberapa tahapan utama. Pertama, pengguna memasukkan sekuens kueri dalam format FASTA. Kedua, memilih jenis BLAST dan basis data yang relevan. Ketiga, menjalankan pencarian dan menganalisis hasil berupa skor kesamaan, E-value, serta identitas sekuens [2]. Dari sudut pandang biologi, tahap interpretasi merupakan bagian paling krusial. Kemiripan sekuens yang tinggi sering kali mengindikasikan kesamaan fungsi atau hubungan evolusioner, meskipun faktor lain seperti domain protein dan konteks biologis tetap harus dipertimbangkan [3].

Aplikasi BLAST dalam Biologi dan Kedokteran

BLAST digunakan secara luas dalam berbagai bidang biologi. Dalam biologi molekuler, BLAST membantu mengidentifikasi gen baru dan memprediksi fungsi protein. Dalam ekologi molekuler, BLAST digunakan untuk menentukan identitas spesies melalui DNA barcoding. Sementara itu, di bidang biomedis, BLAST berperan dalam identifikasi patogen, analisis mutasi genetik, dan penelitian penyakit berbasis genom [4]. Dengan kemampuannya menghubungkan data sekuens dengan pengetahuan biologis yang ada, BLAST berfungsi sebagai jembatan antara data mentah genomik dan pemahaman biologis yang bermakna.

Penutup

BLAST bukan sekadar alat pencarian sekuens, melainkan fondasi penting dalam bioinformatika modern. Dengan memahami prinsip kerja, jenis, dan aplikasinya, pengguna dapat memanfaatkan BLAST secara lebih kritis dan tepat. Dalam era biologi berbasis data besar, penguasaan BLAST menjadi keterampilan dasar yang mendukung penelitian biologi, kedokteran, dan bioteknologi.

Referensi

• [1] S. F. Altschul et al., “Basic local alignment search tool,” Journal of Molecular Biology, vol. 215, no. 3, pp. 403–410, 1990.
• [2] D. W. Mount, Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis, 2nd ed. Cold Spring Harbor, NY, USA: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2004.
• [3] J. Xiong, Essential Bioinformatics. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2006.
• [4] M. Kanehisa and S. Goto, “Bioinformatics tools for genome and protein analysis,” Nucleic Acids Research, vol. 28, no. 1, pp. 27–30, 2000.