ANALISIS SEQUENCE DNA VIRUS H1N1 MENGGUNAKAN METODE SUPER PAIRWISE ALIGNMENT

Transkripsi

1 ANALISIS SEQUENCE DNA VIRUS H1N1 MENGGUNAKAN METODE SUPER PAIRWISE ALIGNMENT Oleh : Alfi Yusrotis Zakiyyah NRP : Pembimbing : Prof. Dr. M. Isa Irawan, MT Dr. rer. nat. Ir. Maya Shovitri, M.Si PROGRAM MAGISTER JURUSAN MATEMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2 Latar Belakang Analisis Sequence Analisis sequence merupakan salah satu metode untuk mengenali fungsi, struktur evolusi dan bentuk dari sequence Analisis protein. Submission and Retrieval Pensejajaran sequence

3 Software Pensejajaran Sequence

4 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)

5 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 sequencesequence DNA virus H1N1 dengan menggunakan metode SPA

6 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

7 Manfaat Sebagai kajian untuk penerapan matematika dalam bioinformatika Sebagai kajian dalam pengembangan algoritma pensejajaran sequence

8 Batasan Masalah Pada penelitian ini pensejajaran sequence hanya melibatkan sequence-sequence virus H1N1 Kode sequence virus H1N1 diperoleh dari database NCBI

9 Kajian Pustaka Struktur DNA 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).

10 Kajian Pustaka Super Pairwise Alignment Estimasi Parameter Sliding Window Algoritma

11 Kajian Pustaka Virus H1N1 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 Orthomyxoviridae Virus H1N1 merupakan virus influenza Tipe C dan diklasifikasikan pada famili Orthomyxoviridae. RNA : rantai tunggal

12 Kajian Pustaka Sequence. 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

13 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

14 Hasil dan Pembahasan tudi Pendahuluan oftware Clustal W 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. gi gb GU gi gb GU gi gb GU gi gb GU gi gb GU gi gb GU gi gb GU gi gb GU gi gb GU gi gb GU

15 Hasil dan Pembahasan Analisis pensejajaran sequence virus H1N1

16 Hasil akhir

17 Hasil dan Pembahasan Program Pensejajaran Sequence dengan Menggunakan Metode SPA a. Running program b. Contoh - Sekuen kecil - DNA H1N1 a. Analisis pensejajaran sequence virus H1N1

18 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 GU dan GU Pengambilan nilai parameter sama dengan proses pensejajaran pada sequence GU dan GU Hasil Running

19 Perbandingan hasil pensejajaran

20 Kesimpulan

21 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

22 Daftar Pustaka [1] Giffin, Hugh G and Annette M. Griffin., Computer Analysis of Sequence Data. Humana Press, Totowa, [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 Pp [5] Database Sequences DNA H1N1 Virus, National Center for Biotechnology Information (2011)

23 Conditions With the use of this free template you accept the following use and license conditions. Not for commercial use. Software and Tools for Microsoft PowerPoint. The website with innovative solutions. Save time and money by automating your presentations. 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.