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.
Sumber:
http://andri102.wordpress.com/game/soft-skill/konsep-komputasi-parallel-processing/
http://coretanmuvi.blogspot.com/2012/03/paralel-processing.html
http://bioinformatika-q.blogspot.com/
