PELATIHAN PENGGUNAAN GEN BANK NCBI

Jurnal Pengabdian pada Masyarakat No. 52 Tahun 2011,
ISSN: 1410-0770
55
PELATIHAN PENGGUNAAN GEN BANK NCBI (National Center for
Biotechnology Information) DAN PROGRAM MEGA 4.0 (Molecular
Evolutionary Genetics Analysis Version 4.0) UNTUK PENELITIAN
DAN PENINGKATAN PEMBELAJARAN BIOLOGI
DI SEKOLAH DAN PERGURUAN TINGGI1
Bambang Hariyadi, Harlis, Muswita, Mia Aina dan Ali Sadikin2
ABSTRAK
Pengabdian dilakukan di Lantai 3 Rektorat Universitas Jambi dengan judul “Pelatihan
Penggunaan Gen Bank NCBI (National Center for Biotechnology Information) dan Program
Mega 4.0 (Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 4.0) Untuk Penelitian dan
Peningkatan Pembelajaran Biologi di Sekolah dan Perguruan Tinggi”. Adapun peserta yang
mengikuti pelatihan ini adalah dosen biologi, guru-guru biologi se Provinsi Jambi dan
Mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi. Gen Bank NCBI (National Center for
Biotechnology Information) adalah tempat penyimpanan berbagai materi genetik (kromosom,
gen, DNA, asam amino, dan protein) pada organisme hidup yang sudah berhasil di identifikasi
dan dipetakan sedangkan Program Mega 4.0 (Molecular Evolutionary Genetics Analysis
Version 4.0) adalah suatu program yang berfungsi untuk membantu menganalisis gen, DNA,
kromosom, ataupun protein pada berbagai organisme, sehingga dapat disusun kesamaan dan
perbedaan materi tersebut pada organisme, serta kedekatan kekerabatan antar spesies dengan
penyusunan pohon phylogenetik. Adanya Gen Bank NCBI akan sangat membantu bagi guru
biologi pada saat menyampaikan materi yang berhubungan dengan pokok bahasan
bioteknologi, genetika, Evolusi, keanekaragaman hayati, fisiologi, ataupun taksonomi,
terutama pada aras molekuler. Dari hasil evaluasi semua peserta memberikan respon yang
positif dan berpartisipasi aktif terhadap pelatihan ini. Dengan diadakannya pelatihan ini
diharapkan dapat memberikan manfaat bagi guru-guru biologi se Provinsi Jambi dan
Mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi, dan mereka dapat termotivasi untuk melajutkan
kegiatan secara mandiri.
Kata kunci: Gen Bank NCBI, Program Mega 4.0 untuk penelitian dan pembelajaran biologi.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pada saat ini sains biologi sedang mencapai puncaknya dengan berkembangnya biologi
molekuler. Berbagai materi genetik (kromosom, gen, DNA, asam amino dan protein) pada
organisme hidup sudah berhasil di identivikasi dan dipetakan serta tersimpan dalam Gen Bank
NCBI (National Center For Biotechnology Information). Adanya Gen Bank NCBI akan sangat
membantu bagi guru biologi pada saat menyampaikan materi yang berhubungan dengan pokok
1
2
Dibiayai Dana DIPA UNJA Tahun Anggaran 2011
Staf Pengajar FKIP Universitas Jambi
Jurnal Pengabdian pada Masyarakat No. 52 Tahun 2011,
ISSN: 1410-0770
56
bahasan bioteknologi, genetika, evolusi, keanekaragaman hayati, fisiologi, ataupun taksonomi,
terutama pada aras molekuler.
Selain Gen Bank NCBI dalam bidang biologi juga sudah dikembangkan program
MEGA, (Moleculer Evolutionery Genetics Analysis) untuk membantu menganalisis gen, DNA,
kromosom, ataupun protein pada berbagai organisme, sehingga dapat disusun kesamaan dan
perbedaan materi tersebut pada organisme, serta kedekatan kekerabatan antar spesies dengan
penyusunan pohon phylogenetik.
Penggunaan Gen Bank NCBI dan Program MEGA 4.0 akan sangat menunjang proses
pembelajaran biologi di sekolah, sekaligus sebagai wahana peningkatan profesional guru
terutama kompetesi akademik karena guru juga dituntut untuk mengikuti perkembangan terkini
pada bidang yang diampunya.
Walaupun Gen Bank dan Program MEGA 4.0 telah ada, namun guru biologi di Kota
Jambi belum mengetahui apa itu Gen Bank? Apa itu Program MEGA 4.0? dan bagaimana
memanfaatkan program tersebut secara maksimal?. Beranjak dari hal tersebut, dipandang perlu
untuk mengadakan kegiatan pelatihan penggunaan Gen Bank NCBI dan Program MEGA 4.0
untuk peningkatan pembelajaran biologi di sekolah.
Rumusan Masalah
1. Dosen, Guru dan Mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi
mengetahui banyak tentang Gen Bank;
2. Dosen, Guru dan Mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi
mengetahui banyak tentang Program MEGA 4.0;
3. Dosen, Guru dan Mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi
mengetahui bagaimana cara memanfaatkan Gen Bank;
4. Dosen, Guru dan Mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi
mengetahui bagaimana cara memanfaatkan program MEGA 4.0.
di Kota Jambi belum
di Kota Jambi belum
di Kota Jambi belum
di Kota Jambi belum
TINJAUAN PUSTAKA
1. Gen Bank NCBI
Gen Bank (R) adalah data base komprehensif yang berisi urutan nukleotida publik
tersedia untuk lebih dari 260.000 organisme bernama, diperoleh terutama melalui pengajuan
dari laboratorium individu dan kiriman dari proyek sequencing batch skala besar. Kebanyakan
pengiriman dibuat menggunakan Bank It berbasis web atau standalone payet program dan
nomor aksesi ditugaskan oleh staf Gen Bank pada saat diterima. Data harian pertukaran dengan
Laboratorium Biologi Molekuler Eropa Nukleotida Sequence Data base di Eropa dan DNA
Data Bank of Japan memastikan cakupan seluruh dunia. Gen Bank dapat diakses melalui
sistem pencarian NCBI itu, Entrez, yang mengintegrasikan data dari DNA utama dan urutan
protein data base bersama dengan taksonomi, genom, pemetaan, struktur protein dan informasi
domain, dan literatur jurnal biomedis melalui PubMed. BLAST menyediakan pencarian
kesamaan urutan Gen Bank dan data base urutan lainnya, yang dirilis dua bulan sekali lengkap
dan update harian dari Gen Bank tersedia dengan FTP. Untuk mengakses Gen Bank dan
pengambilan terkait dan jasa analisis, mulai di Situs Web NCBI:www.ncbi.nlm.nih.gov.
Jurnal Pengabdian pada Masyarakat No. 52 Tahun 2011,
ISSN: 1410-0770
57
Data base urutan Gen Bank merupakan penjelasan semua sekuens nukleotida yang
tersedia untuk umum dan terjemahan protein mereka. Data base ini diproduksi di Pusat
Nasional untuk Biotechnology Information (NCBI) sebagai bagian dari kerjasama internasional
dengan Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (EMBL) Perpustakaan Data dari European
Bioinformatics Institute (EBI) dan DNA Data Bank of Japan (DDBJ). Gen Bank dan
kolaborator yang menerima urutan diproduksi di laboratorium di seluruh dunia dari lebih dari
100.000 organisme yang berbeda. Gen Bank terus tumbuh pada tingkat yang eksponensial,dua
kali lipat setiap 10 bulan. Release 134, yang diproduksi pada bulan Februari 2003, berisi lebih
dari 29,3 miliar basa nukleotida di lebih dari 23,0 juta urutan. Gen Bank dibangun oleh
pengajuan langsung dari laboratorium individu, maupun dari kiriman curah dari pusat
sequencing berskala besar. pengiriman langsung dibuat untuk Gen Bank menggunakan
BankIt,berbasis web atau payet (program pengiriman berdiri sendiri).
Setelah menerima penyerahan urutan sequence, staf Gen Bank memberikan nomor
Akses untuk urutan dan melakukan pemeriksaan jaminan kualitas. Pengajuan tersebut
kemudian dilepaskan ke data base publik, di entri oleh Entrez atau didownload melalui FTP.
Bulk pengajuan Dinyatakan Sequence Tag (EST), Sequence Tagged Situs (STS), Survei
Genome Sequence (GSS), dan High-Throughput Genome Sequence (HTGS) data yang paling
sering diajukan oleh pusat-pusat sequencing skala besar. Gen Bank juga dapat memproses
urutan lengkap genome mikroba.
2. Sejarah Gen Bank NCBI
Pada awalnya, Gen Bank dibangun dan dipelihara di Los Alamos National Laboratory
(LANL). Pada awal 1990-an, tanggung jawab ini diberikan kepada NCBI melalui mandat
kongres. NCBI melakukan tugas scanning literatur untuk urutan dan manual mengetik urutan
ke dalam data base. Staf Gen Bank kemudian menambahkan anotasi catatan tersebut,
berdasarkan informasi dalam artikel yang diterbitkan. Memindai urutan dari literatur dan
menempatkan mereka ke dalam Gen Bank sekarang menjadi jarang terjadi. Hampir semua
sekuens sekarang didepositkan langsung oleh laboratorium yang menghasilkan urutan. Hal ini
disebabkan, sebagian, persyaratan oleh penerbit jurnal paling bahwa urutan nukleotida yang
pertama disetorkan ke data base publik yang tersedia (DDBJ/EMBL/Gen Bank) sehingga
jumlah aksesi dapat dikutip dan urutan yang dapat diambil saat artikel ini diterbitkan.
NCBI mulai menerima pengajuan langsung ke Gen Bank tahun 1993 dan memperoleh
data dari LANL sampai 1996. Saat ini, NCBI akan menerima dan proses sekitar 20.000 urutan
penyampaian langsung per bulan, selain sekitar 200.000 pengajuan massal yang sedang
diproses secara otomatis. Gen Bank adalah urutan NIH data base genetik, koleksi beranotasi
semua urutan DNA tersedia untuk publik. Sebuah rilis baru dibuat setiap dua bulan. Gen Bank
adalah bagian dari International Nukleotida Sequence Data base Kolaborasi, yang terdiri dari
bank data DNA dari Jepang (DDBJ), European Laboratorium Biologi Molekuler (EMBL), dan
Gen Bank di National Center for Biotechnology Information. Ketiga organisasi pertukaran data
setiap hari.
Setiap entri Gen Bank mencakup uraian ringkas dari urutan sequence, nama ilmiah dan
taksonomi organisme sumber, dan meja fitur yang mengidentifikasi daerah coding dan situs
lainnya secara biologis, seperti unit transkripsi, situs dari mutasi atau modifikasi, dan
mengulangi. Terjemahan Protein untuk daerah pengkodean termasuk dalam tabel fitur.
Jurnal Pengabdian pada Masyarakat No. 52 Tahun 2011,
ISSN: 1410-0770
58
referensi bibliografi yang disertakan bersama dengan link ke Medline pengenal unik untuk
semua urutan dipublikasikan.
3. Program Mega 4.0
Genome sequencing yang menghasilkan sejumlah besar data sekuens DNA dari
berbagai organisme. Akibatnya, urutan data base gen tumbuh cepat. Dalam rangka melakukan
analisis data yang lebih efisien, ada suatu program komputer yang mudah untuk digunakan,
mengandung algoritma komputasi yang cepat dan metode statistic yang berguna. Tujuan dari
perangkat lunak MEGA adalah untuk memberikan alat untuk mengeksplorasi, menemukan,
dan menganalisis urutan DNA dan protein dari evolusi perspektif. Versi pertama
dikembangkan untuk komputasi terbatas sumber daya yang tersedia pada komputer pribadi
rata-rata di awal 1990-an.
MEGA 4 terus mana MEGA2 tinggalkan, menekankan integrasi urutan akuisisi dengan
analisis evolusi. Ini berisi sebuah data array input dan beberapa hasil penjelajah untuk
representasi visual, penanganan dan mengedit data urutan, keberpihakan urutan, pohon
phylogenetik menyimpulkan, dan diperkirakan jarak evolusi. Hasil penjelajah memungkinkan
pengguna untuk browsing, mengedit, meringkas, ekspor, dan menghasilkan keterangan
publikasi berkualitas untuk mereka hasil. MEGA 4 juga termasuk penjelajah matriks dan
filogeni jarak dan sebagai modul grafis canggih untuk representasi visual data masukan dan
output hasil. Fitur-fitur ini, yang kita bahas dibawah ini, selain mengatur MEGA lain urutan
program analisis komparatif. Seperti versi sebelumnya, MEGA 4 dirancang khusus untuk
mengurangi waktu dibutuhkan untuk tugas-tugas biasa dalam analisis data dan untuk
menyediakan metode statistik analisis genetik molekuler evolusi dalam komputasi mudah
digunakan meja kerja.
Sementara MEGA 4 berbeda dari versi sebelumnya, kami telah melakukan upaya
khusus untuk mempertahankan user-friendly interface yang peneliti telah datang untuk
mengidentifikasi dengan MEGA. Interface ini adalah memperoleh informasi dari pengguna
hanya pada kebutuhan ke tahu dasar. Selain itu, himpunan bagian data dan hasil output akan
disimpan dalam file hanya untuk melihat jika pengguna khusus perlu melakukannya.
Tujuan Kegiatan
Dengan Pelatihan ini diharapkan peserta dapat: (1) Memahami hirarki materi genetik;
(2) Mempunyai kemampuan memanfaatkan Bank Gen NCBI dalam menunjang pembelajaran
biologi; (3) Mempunyai kemampuan menggunakan program MEGA untuk merunut
kekerebatan antar organism; (4) Mempunyai kemampuan menyusun kekerabatan/phylogenetik
organisme berdasarkan kedekatan materi genetik.
Manfaat Kegiatan
Dengan pelatihan ini diharapkan dapat mendatangkan manfaat, diantaranya: (1) peserta
dapat memahami hirarki materi genetik; (2) peserta mempunyai kemampuan memanfaatkan
Bank Gen NCBI dalam menunjang pembelajaran biologi; (3) peserta mempunyai kemampuan
menggunakan program MEGA untuk merunut kekerabatan antar organisme; (4) peserta
mempunyai kemampuan menyusun kekerabatan/phylogenetik organisme berdasarkan
kedekatan materi genetik.
Jurnal Pengabdian pada Masyarakat No. 52 Tahun 2011,
ISSN: 1410-0770
59
Khalayak Sasaran
Sasaran dari kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini adalah dosen, guru biologi,
instansi yang berkepentingan dan Mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi se Kota
Jambi. Berdasarkan hasil penyebaran brosur pelatihan dan promosi yang dilakukan oleh pihak
panitia pelaksana, maka yang terdaftar sebagai peserta adalah sebanyak 82 orang, yang terdiri
dari 44 orang (3 orang dosen, 5 orang dari BBAT Jambi, dan 36 orang guru SMA dan SMP se
Provinsi Jambi). Sedangkan peserta dari mahasiswa dari perguruan tinggi di Provinsi Jambi
adalah sebanyak 38 orang.
Metode Penerapan Kegiatan
Pelaksanaan kegiatan pengabdian kepada masyarakat berupa pelatihan ini telah
dilaksanakan di Rektorat Universitas Jambi pada hari Sabtu tanggal 17 September 2011.
Kegiatan pelatihan ini dilaksanakan beberapa tahap, meliputi: tahap persiapan, tahap
pelaksanaan kegiatan dan tahap akhir.
Kegiatan yang dilakukan pada tahap persiapan ini adalah: (1) pembentukan panitia
pelaksana kegiatan pelatihan; (2) pembuatan proposal dan menyelesaikan administrasi dengan
pihak Lembaga Pengabdian kepada Masyarakat; (3) survey tempat pelaksanaan kegiatan
pelatihan; (4) membuat brosur tentang kegiatan pelatihan; (5) penyebaran brosur ke sekolahsekolah, perguruan tinggi dan ke Instansi terkait; (6) rapat panitia pelaksana dan pemantapan
pengetahuan tentang Gen Bank NCBI (National Center for Biotechnology Information) dan
Program Mega 4.0 (Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 4.0); (7) pembuatan
CD tentang Gen Bank NCBI (National Center for Biotechnology Information) dan Program
Mega 4.0 (Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 4.0) dan (8) perbanyakan CD.
Tahap pelaksanaan kegiatan dilaksanakan 1 hari dari jam 08.00 – 15.00 WIB yang
meliputi: (1) registrasi peserta; (2) pembukaan. Kegiatan pelatihan dibuka oleh Dekan FKIP
Universitas Jambi diwakili oleh Pembantu Dekan I FKIP Universitas Jambi, Ketua Jurusan
PMIPA FKIP Universitas Jambi dan Ketua Program Studi Pendidikan Biologi PMIPA FKIP
Universitas Jambi; (3) penyampaian materi konsep dasar materi genetik (kromosom, gen,
DNA, asam amino dan protein), oleh 3 orang pemateri; (4) pelatihan pemanfaatan Gen Bank
NCBI pelatihan penggunaan Program MEGA 4.0 (5) penutup.
Tahap akhir pelaksanaan adalah pembuatan laporan hasil kegiatan pelatihan dan
penyerahan laporan ke Lembaga Pengabdian Kepada Masyarakat. Untuk mengetahui respon
peserta terhadap kegiatan pengabdian ini, maka akan dilakukan evaluasi sebelum dan sesudah
pelaksanaan kegiatan. Evaluasi dilakukan terhadap tingkat pemahaman, partisipasi peserta,
keterampilan serta motivasi untuk melajutkan kegiatan secara mandiri.
Jurnal Pengabdian pada Masyarakat No. 52 Tahun 2011,
ISSN: 1410-0770
60
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dari pelatihan penggunaan Gen Bank NCBI (National Center for Biotechnology
Information) dan Program Mega 4.0 (Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 4.0)
untuk penelitian dan peningkatan pembelajaran biologi di sekolah dan perguruan tinggi antara
lain:
1. Pada saat praktek menggunakan Program 4.0 (Molecular Evolutionary Genetics Analysis
Version 4.0). beberapa peserta perlu dibantu oleh panitia karena penggunaan Program ini
memuntut daya ingat dan konsentrasi dan pengulangan untuk memahaminya;
2. Pada saat pelatihan peserta begitu antusias mengikuti pelatihan karena pada sesi tanya
jawab panitia menyediakan door prize bagi peserta yang menjawab dengan benar.
Berdasarkan pengamatan pada saat pelatihan tidak ditemukan kendala yang signifikan,
namun diharapkan adanya proses berkelanjutan untuk meningkatkan keterampilan dalam
menggunakan Gen Bank NCBI dan Program Mega 4.0.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Pelatihan Gen Bank NCBI (National Center for Biotechnology Information) dan
Program Mega 4.0 (Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 4.0), bermanfaat bagi
para dosen, guru dan mahasiswa untuk memahami hirarki materi genetik, menggunakan
program MEGA untuk merunut kekerebatan antar organisme dan dapat menyusun kekerabatan
/phylogenetik organisme berdasarkan kedekatan materi genetik dalam menunjang
pembelajaran biologi baik dalam hal pembelajaran maupun penelitia.
Saran
Diharapkan adanya pelatihan lanjutan untuk meningkatkan kualitas pembelajaran dan
penelitian dibidang biologi.
DAFTAR PUSTAKA
John W Kimball, H Siti Soetarmi Tjitrosomo, Nawangsari Sugiri, 1983 Biologi Jilid 1 Edisi
Kelima. Penerbit Universitas Erlangga, Surabaya.
Koichiro Tamura, Dudley Joel Masatoshi Nei, Sudhir Kumar, 2007 Molecular Evolutionary
Genetics Analysis Version 4.0, Centre of Evlutionary Functional Genomics,
Biodesign Institute, Arizona State University.
Mary Jones, Geoff Jones, 2002. Biology Cambridge University Press.
Triwibowo, Y. 2005 Biology Molekuler. Penerbit Universitas Erlangga, Surabaya.