1. Apa yang kalian
ketahui tentang parallel processing?
Jawab :
Paralel Processing adalah kemampuan menjalankan
tugas atau aplikasi lebih dari satu aplikasi dan dijalankan secara simultan
atau bersamaan pada sebuah komputer. Secara umum, ini adalah sebuah teknik
dimana sebuah masalah dibagi dalam beberapa masalah kecil untuk mempercepat
proses penyelesaian masalah.
2. Jelaskan
hubungan parallel dengan processing!
Jawab :
peningkatan kinerja atau proses
komputasi semakin diterapkan, dan salah satu caranya adalah dengan meningkatkan
kecepatan perangkat keras. Dimana komponen utama dalam perangkat keras komputer
adalah processor. Sedangkan parallel processing adalah penggunaan beberapa
processor (multiprocessor atau arsitektur komputer dengan banyak processor)
agar kinerja computer semakin cepat.
3. Apa yang kalian
ketahui tentang bioinformatika?
Jawab :
Bioinformatika merupakan ilmu terapan yang lahir
dari perkembangan teknologi informasi dibidang molekular. Bioinformatika ialah ilmuyang 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.
4. Apa yang kalian
ketahui tentang sejarah bioinformatika penerapan utama bioinformatika?
Jawab :
Istilah bioinformatics mulai dikemukakan pada
pertengahan era 1980-an untuk mengacu pada penerapan computer 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. Kemajuan
teknik biologi molecular dalam mengungkap sekuens biologis dari protein
(sejak awal 1950-an) dan asam nukleat(sejak 1960-an) mengawali
perkembangan basis data dan teknik analisis sekuens biologis. Basis data sekuens
protein mulai dikembangkan pada tahun 1960-an di Amerika
Serikat, sementara basis data sekuens DNA dikembangkan pada akhir 1970-an
di Amerika Serikat dan Jerman (pada European Molecular Biology
Laboratory , Laboratorium Biologi Molekular Eropa).Penemuan
teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970-an menjadi
landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang berhasil diungkapkan pada
1980-an dan 1990-an, menjadi salah satu pembuka jalan bagi
proyek-proyek pengungkapan genom, meningkatkan kebutuhan akan
pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya
bioinformatika. Basis data sekuens biologis dapat berupa basis data primer
untuk menyimpan sekuens primer asam nukleat maupun protein, basis data sekunder
untuk menyimpan motif sekuens protein, dan basis data struktur untuk menyimpan
data struktur protein maupun asam nukleat. Basis data utama untuk asam nukleat
adalah GenBank (Amerika Serikat), EMBL (Eropa), dan DDBJ (Jepang). Ketiga basis
data tersebut bekerjasama dan bertukar data secara harian untuk menjaga
keleluasaan cakupan masing-masing basis data. Sumber utama data sekuens asam
nukleat adalah submisi langsung dari periset individual, proyek sekuensing
genom, dan pendaftaran paten. Selain berisi sekuens asam nukleat, entri dalam
basis data sekuens asam nukleat umumnya mengandung informasi tentang jenis asam
nukleat (DNA atau RNA), nama organisme sumber asam nukleat tersebut, dan
pustaka yang berkaitan dengan sekuens asam nukleat tersebut.Contoh beberapa
basis data penting yang menyimpan sekuens primer adalah PIR (Protein
Information Resource, Amerika Serikat), Swiss-Prot (Eropa), dan TrEMBL (Eropa).
Ketiga basis data tersebut telah digabungkan dalam UniProt yang didanai
terutama oleh Amerika Serikat. Entri dalam UniProt mengandung informasi tentang
sekuens protein, nama organisme sumber protein, pustaka yang berkaitan, dan
komentar yang umumnya berisi penjelasan mengenai fungsi protein tersebut.BLAST
(Basic Local Alignment Search Tool) merupakan perkakas bioinformatika yang
berkaitan erat dengan penggunaan basis data sekuens biologis. Penelusuran BLAST
pada basis data sekuens memungkinkan ilmuwan untuk mencari sekuens asam nukleat
maupun protein yang mirip dengan sekuens tertentu yang dimilikinya. Hal ini
berguna untuk menemukan gen sejenis pada beberapa organisme atau untuk
memeriksa keabsahan hasil sekuensing maupun untuk memeriksa fungsi gen hasil
sekuensing. Algoritma yang mendasari kerja BLAST adalah penyejajaran
sekuens.PDB (Protein Data Bank) adalah basis data tunggal yang menyimpan model
struktural 3D protein dan asam nukleat hasil penentuan eksperimental dengan
kristalografi sinar X, spektroskopi NMR dan mikroskopi elektron. PDB menyimpan
data struktur sebagai koordinat 3D yang menggambarkan posisi atom-atom dalam
protein maupun asam nukleat.
5. Bagaimana trend
bioinformatika di dunia?
Jawab :
Ledakan data/informasi biologi itu yang mendorong
lahirnya Bioinformatika. Karena Bioinformatika adalah bidang yang relatif baru,
masih banyak kesalahpahaman mengenai definisinya. Komputer sudah lama digunakan
untuk menganalisa data biologi, misalnya terhadap data-data kristalografi sinar
X dan NMR (Nuclear Magnetic Resonance) dalam melakukan penghitungan
transformasi Fourier, dsb. Bidang ini disebut sebagai Biologi Komputasi.
Bioinformatika muncul atas desakan kebutuhan untuk mengumpulkan, menyimpan dan
menganalisa data-data biologis dari database DNA, RNA maupun protein tadi.
Untuk mewadahinya beberapa jurnal baru bermunculan (misalnya Applied
Bioinformatics), atau berubah nama seperti Computer Applications in the
Biosciences (CABIOS) menjadi BIOInformatic yang menjadi official journal dari
International Society for Computational Biology (ICSB) (nama himpunan tidak
ikut berubah). Beberapa topik utama dalam Bioinformatika dijelaskan di bawah
ini.
Keberadaan database adalah syarat utama dalam
analisa Bioinformatika. Database informasi dasar telah tersedia saat ini. Untuk
database DNA yang utama adalah GenBank di AS. Sementara itu bagi protein,
databasenya dapat ditemukan di Swiss-Prot (Swiss) untuk sekuen asam aminonya
dan di Protein Data Bank (PDB) (AS) untuk struktur 3D-nya. Data yang berada
dalam database itu hanya kumpulan/arsip data yang biasanya dikoleksi secara
sukarela oleh para peneliti, namun saat ini banyak jurnal atau lembaga pemberi
dana penelitian mewajibkan penyimpanan dalam database. Trend yang ada dalam
pembuatan database saat ini adalah isinya yang makin spesialis. Misalnya untuk
protein struktur, ada SCOP dan CATH yang mengklasifikasikan protein berdasarkan
struktur 3D-nya, selain itu ada pula PROSITE, Blocks, dll yang berdasar pada
motif struktur sekunder protein.
Tak kalah penting dari data eksperimen tersebut
adalah keberadaan database paper yang terletak di Medline. Link terhadap
publikasi asli biasanya selalu tercantum dalam data asli sekuen. Perkembangan
Pubmed terakhir yang penting adalah tersedianya fungsi mencari paper dengan
topik sejenis dan link kepada situs jurnal on-line sehingga dapat membaca
keseluruhan isi paper tersebut. Setelah informasi terkumpul dalam database,
langkah berikutnya adalah menganalisa data. Pencarian database umumnya berdasar
hasil alignment/pensejajaran sekuen, baik sekuen DNA maupun protein. Metode ini
digunakan berdasar kenyataan bahwa sekuen DNA/protein bisa berbeda sedikit
tetapi memiliki fungsi yang sama. Misalnya protein hemoglobin dari manusia
hanya sedikit berbeda dengan yang berasal dari ikan paus. Kegunaan dari
pencarian ini adalah ketika mendapatkan suatu sekuen DNA/protein yang belum
diketahui fungsinya maka dengan membandingkannya dengan yang ada dalam database
bisa diperkirakan fungsi daripadanya. Algoritma untuk pattern recognition
seperti Neural Network, Genetic Algorithm dll telah dipakai dengan sukses untuk
pencarian database ini. Salah satu perangkat lunak pencari database yang
paling berhasil dan bisa dikatakan menjadi standar sekarang adalah BLAST (Basic
Local Alignment Search Tool). Perangkat lunak ini telah diadaptasi untuk
melakukan alignment terhadap berbagai sekuen seperti DNA (blastn), protein
(blastp), dsb. Baru-baru versi yang fleksibel untuk dapat beradaptasi dengan
database yang lebih variatif telah dikembangkan dan disebut Gapped BLAST serta
PSI (Position Specific Iterated)-BLAST [15]. Sementara itu perangkat lunak yang
digunakan untuk melakukan alignment terhadap sekuen terbatas di antaranya yang
lazim digunakan adalah CLUSTAL dan CLUSTAL W.
Data yang memerlukan analisa bioinformatika dan
cukup mendapat banyak perhatian saat ini adalah data hasil DNA chip.
Menggunakan perangkat ini dapat diketahui kuantitas maupun kualitas transkripsi
satu gen sehingga bisa menunjukkan gen-gen apa saja yang aktif terhadap
perlakuan tertentu, misalnya timbulnya kanker, dll. mRNA yang diisolasi dari
sampel dikembalikan dulu dalam bentuk DNA menggunakan reaksi reverse
transcription. Selanjutnya melalui proses hibridisasi, hanya DNA yang
komplementer saja yang akan berikatan dengan DNA di atas chip. DNA yang telah
diberi label warna berbeda ini akan menunjukkan pattern yang unik. Berbagai
algoritma pattern recognition telah digunakan untuk mengenali gen-gen yang
aktif dari eksperimen DNA chip ini, salah satunya yang paling ampuh adalah
Support Vector Machine (SVM).
Bioinformatika sudah menjadi bisnis besar sekarang.
Perusahaan bioteknologi yang menghasilkan data besar seperti perusahaan sekuen
genom, senantiasa memerlukan bagian analisa Bioinformatika. Produk
Bioinformatika pun sudah dipatenkan baik di AS, Eropa maupun Asia. Berdasar
jenisnya produk yang dipatenkan itu bisa dibagi menjadi tiga yaitu perangkat
lunak Bioinformatika, termasuk diantaranya adalah perangkat lunak pencarian
database dsb dengan contoh misalnya paten no. 6,125,331 di AS berjudul
“Structural alignment method making use of a double dynamic programming
algorithm”, metode Bioinformatika, ini menggunakan analogi metode bisnis telah
dapat dipatenkan di AS seperti pada kasus pematenan Amazon.com, sebagai contoh adalah paten
no. 6,125,383 di AS tentang “Research system using multi-platform object
oriented program language for providing objects at runtime for creating and
manipulating biological or chemical data”, terakhir produk Bioinformatika itu
sendiri yaitu informasi biologis hasil analisanya.
6. Sebutkan basis
data sekuent biologis dan penyejaran sekuent!
Jawab :
Basis data utama untuk sekuens asam nukleat saat
ini adalah GenBank (Amerika
Serikat), EMBL (Eropa), dan DDBJ(Inggris) (DNA Data Bank
of Japan, Jepang).
Ketiga basis data tersebut bekerja sama dan bertukar data secara harian untuk
menjaga keluasan cakupan masing-masing basis data. Sumber utama data sekuens
asam nukleat adalah submisi langsung dari periset individual, proyek sekuensing genom, dan pendaftaran paten. Selain berisi
sekuens asam nukleat, entri dalam basis data sekuens asam nukleat umumnya
mengandung informasi tentang jenis asam nukleat (DNA atau RNA), nama organisme sumber
asam nukleat tersebut, dan pustaka yang berkaitan dengan sekuens asam nukleat
tersebut.
Sementara itu, contoh beberapa basis data penting
yang menyimpan sekuens primer protein adalah PIR (Protein
Information Resource, Amerika Serikat), Swiss-Prot (Eropa), dan TrEMBL (Eropa). Ketiga basis data
tersebut telah digabungkan dalam UniProt (yang didanai
terutama oleh Amerika Serikat). Entri dalam UniProt mengandung informasi
tentang sekuens protein, nama organisme sumber protein, pustaka yang berkaitan,
dan komentar yang umumnya berisi penjelasan mengenai fungsi protein tersebut.
BLAST (Basic
Local Alignment Search Tool) merupakan perkakas bioinformatika yang berkaitan
erat dengan penggunaan basis data sekuens biologis. Penelusuran BLAST (BLAST
search) pada basis data sekuens memungkinkan ilmuwan untuk mencari sekuens asam
nukleat maupun protein yang mirip dengan sekuens tertentu yang dimilikinya. Hal
ini berguna misalnya untuk menemukan gen sejenis pada beberapaorganisme atau
untuk memeriksa keabsahan hasil sekuensing maupun
untuk memeriksa fungsi gen hasil sekuensing. Algoritma yang
mendasari kerja BLAST adalah penyejajaran sekuens.
PDB (Protein
Data Bank, Bank Data Protein) adalah basis data tunggal yang menyimpan model
struktural tiga dimensi protein dan asam nukleat hasil
penentuan eksperimental (dengan kristalografi sinar-X, spektroskopi NMR dan mikroskopi elektron). PDB
menyimpan data struktur sebagai koordinat tiga dimensi yang
menggambarkan posisi atom-atom dalam protein ataupun asam nukleat.
Sumber :
0 komentar:
Posting Komentar