ANALISIS SEQUENCE DNA VIRUS H1N1 ... Pustaka Virus adalah parasit berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme biologis. Virus dapat diklasifikasikan berdasarkan jenis asam

PROGRAM MAGISTER

JURUSAN MATEMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

ANALISIS SEQUENCE DNA VIRUS H1N1

MENGGUNAKAN METODE

SUPER PAIRWISE ALIGNMENT

Oleh :

Alfi Yusrotis Zakiyyah

NRP : 1209201010

Pembimbing :

Prof. Dr. M. Isa Irawan, MT

Dr. rer. nat. Ir. Maya Shovitri, M.Si

Latar Belakang

Analisis sequence merupakan salah satu metode untuk mengenali fungsi,

struktur evolusi dan bentuk dari sequence

.

Analisis Sequence

Analisis protein

Submission and Retrieval

Pensejajaran sequence

Software Pensejajaran Sequence

http://en.wikipedia.org/wiki/Sequence_alignment_software

Latar Belakang

Pada permasalahan identifikasi penyakit, DNA virus bermutasi sehingga

dapat menyebabkan virus baru. identifikasi virus baru tersebut dapat

dianalisis tingkat homolognya dengan pensejajaran sequence.

Virus H1N1 merupakan salah satu contoh mutasi. Virus tersebut

bermutasi cukup cepat. Hemaglutinin virus H1N1 bertransmisi dari

aspartic acid (D) menjadi Glynine (G) pada baris 222. virus H1N1

bermutasi sehingga menghasilkan jumlah karakter berbeda pada strain

baru. (Puzelli, 2010)

Rumusan Masalah

Perumusan masalah dalam penelitian ini sebagai berikut :

a. Bagaimana hasil tingkat homolog sequence-sequence DNA

virus H1N1 dengan menggunakan metode SPA

b. Berapakah hasil penalty/gap dari pensejajaran sequence-

sequence DNA virus H1N1 dengan menggunakan metode

SPA

Tujuan

Dari perumusan masalah dapat dirumuskan tujuan penelitian ini sebagai berikut:

Menerapkan metode probabilitas dan kombinatorial dalam metode super pairwise

alignment

Menerapkan super pairwaise alignment dalam pensejajaran sequence-sequence virus

DNA H1N1 dan kemudian disimulasikan dengan software Matlab 7.8

Manfaat

Sebagai kajian untuk penerapan matematika dalam bioinformatika

Sebagai kajian dalam pengembangan algoritma pensejajaran sequence

Batasan Masalah

Pada penelitian ini pensejajaran sequence hanya melibatkan sequence-sequence virus

H1N1

Kode sequence virus H1N1 diperoleh dari database NCBI

Kajian Pustaka

DNA merupakan polimer yang terdiri dari

tiga komponen Gugus fosfat, deoksiribosa

dan basa nitrogen.

Basa Nitrogen terdiri dari basa purin dan

basa pirimidin

Basa purin terdiri dari adenin (A) dan guanin

(G)

Basa pirimidin terdiri dari sitosin (C) dan

timin (T).

Struktur DNA

Kajian Pustaka

Super Pairwise Alignment

Estimasi Parameter

Sliding Window

Algoritma

Kajian Pustaka

Virus adalah parasit berukuran

mikroskopik yang menginfeksi sel

organisme biologis.

Virus dapat diklasifikasikan berdasarkan

jenis asam nukleat yang dimiliki yaitu

DNA berutasan tunggal,RNA berutasan

tunggal, DNA berutasan ganda,RNA

berutasan ganda

Virus H1N1 merupakan virus influenza

Tipe C dan diklasifikasikan pada famili

Orthomyxoviridae. RNA : rantai tunggal

Virus H1N1

Orthomyxoviridae

Kajian Pustaka

. Metode matematika digunakan untuk mempelajari mutasi dan pensejajaran

meliputi tiga group yaitu analisis stokastik, struktur modulus dan teori kombinasi

graph. Analisis stokastik mempelajari bagaimana memahami karakteristik struktur

biologi. Analisis stokastik meliputi random struktur sequence, random pada mutasi

dan pada masing-masing mutasi yang terjadi.

Menurut Shen (2007), sequence DNA seperti tidak teratur dan tidak sistematis dan

nukleotida pada posisi masing-masing tidak tetap sehingga hal ini dapat dikatakan

bahwa sequence biologi merupakan sequence stokastik

Notasi sequence stokastik

Sequence

Metode Penelitian

Tahapan Penelitian

Tahap 1 Identifikasi Permasalahan dalam sequence DNA virus H1N1.

Tahap 2 Pensejajaran sequence dengan menggunakan software ClustalW dan

BLAST.

Tahap 3: Pembuatan program pensejajaran sequence dengan metode SPA

dengan menggunakan MATLAB 7.8 (2009.a)

Tahap 4 Analisis dan Pembahasan

Pensejajaran sequence DNA virus DNA H1N1 dengan program

pensejajaran sequence dengan metode SPA untuk mengetahui :

Tingkat homolog

Letak mutasi H1N1

Penalty/Gap

Tahap 5 Validasi

Hasil dan Pembahasan

software clustalW untuk

membuat filogenetik tree.

Pohon filogentik merupakan

visualisasi hubungan evolusi

diantara berbagai spesies.

Cabang-cabang pada

filogenetik treetersebut

dikonstruksi berdasarkan

kesamaan atau perbedaaan

sifat fisik atau perbedaaan

sifat fisik atau genetik

sequence DNA, sequence

asam amino (protein), pola

pemotongan enzim restriksi,

ukuran allel pada analisis

microsatellite dan lain-lain.

Studi Pendahuluan

software Clustal W

gi|284999378|gb|GU576514.1|

gi|284999370|gb|GU576506.1|

gi|283831864|gb|GU451262.1|

gi|283831900|gb|GU451280.1|

gi|284999362|gb|GU576500.1|

gi|284999366|gb|GU576502.1|

gi|284999368|gb|GU576504.1|

gi|284999372|gb|GU576508.1|

gi|284999374|gb|GU576510.1|

gi|284999376|gb|GU576512.1|

Hasil dan Pembahasan

Analisis pensejajaran sequence virus H1N1

Hasil akhir

Hasil dan Pembahasan

a. Running program

b. Contoh

- Sekuen kecil

- DNA H1N1

a. Analisis pensejajaran sequence virus H1N1

Program Pensejajaran Sequence dengan Menggunakan Metode SPA

Hasil dan Pembahasan

Permasalahan pada Program Pensejajaran Sequence berbasis Metode SPA

Pada algoritma Super Pairwise Alignment, beberapa parameter memerlukan penyesuaian

seperti pada pengambilan nilai n (lokal similarity). Ketidaktepatan pengambilan nilai n

berpengaruh pada optimalisasi pensejajaran sequence misalnya pada pensejajaran sequence

GU576500 dan GU451262. Pengambilan nilai parameter sama dengan proses pensejajaran

pada sequence GU451262 dan GU451280.

Hasil Running

Perbandingan hasil pensejajaran

Kesimpulan

Saran

Ketepatan pengambilan nilai n berpengaruh dalam optimalisasi hasil

pensejajaran. Pada permasalahan berbeda, user harus menentukan

parameter yang tepat dan tentu saja hal pemilihan banyaknya

parameter menimbulkan kesulitan dan waktu cukup lama dalam

proses pensejajaran.

Simulasi algoritma penelitian ini menggunakan software Matlab dan

hasil tampilan running program masih sederhana. oleh karena itu,

perlu dilakukan lebih lanjut untuk penelitian kecepatan running

program dan tampilan lebih sempurna.

Selain itu, kajian untuk kecepatan running program belum dilakukan

pada penelitian ini sehingga belum diketahui perbandingan hasil

running program dengan Software BLAST

Daftar Pustaka

[1] Giffin, Hugh G and Annette M. Griffin., Computer Analysis of Sequence Data. Humana Press, Totowa, 1994.

[2] Puzelli, Simona. Marcia Facchinin, Domenico spagnolo, Maria A.De Marco, Laura Calzonetti, Alessandro

Zanetti, Roberto Fumaggalli, Maria L.tanzi, Antonio Cassone, Giovannie Rezza,

Isabella Donatelli, and The surveillance group for Pandemic A (H1N1) 2009.,

Transmission of Hemaglutinin D222G Mutant Strain of Pandemic (H1N1) 2009 Virus. Vol t6. No,5 May 2010

[3] Shen, Shi Yi Nankai and Tuszynki., Theory and Mathematical methods for Bioinformatics. Springer,New

York,2008

[4] Shen, Shi Yi., Jun Yang, Adam Yao, Pei Ing Hwang. Super Pairwise Alignment (SPA) : An Efficient Approach

to Global Alignment For Homologous Sequences. Journal of Computational Biology Volume 9, Number

3,2002@Mary Ann Liebert inc Pp477-486

[5] Database Sequences DNA H1N1 Virus, National Center for Biotechnology Information (2011)

www.ncbi.nlm.nih.gov

Software and Tools for Microsoft PowerPoint.

The website with innovative solutions.

Save time and money by automating your presentations.

With the use of this free template you accept the

following use and license conditions.

Not for commercial use.

The template can be used freely by private persons. The

commercial employment of the free templates is not

permitted. Any further trade with contents as well as

making the diagram/template/animations available in

changed or unchanged form for downloading on other

web sites or multiplying & the selling on data media of any

kind are forbidden.

In no event shall PresentationPoint be liable for any

indirect, special or consequential damages arising out of

or in connection with the use of the template.

In case of questions for commercial usage please get in

contact with us.

E-Mail: [email protected]

Conditions