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 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.
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 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, 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.
0 komentar:
Posting Komentar