analisis sequence dna virus h1n1 menggunakan

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
PROGRAM MAGISTER
JURUSAN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
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
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 sequencesequence 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
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).
Kajian Pustaka
Super Pairwise Alignment
Estimasi Parameter
Sliding Window
Algoritma
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
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
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
gi|284999378|gb|GU576514.1|
Studi Pendahuluan
software Clustal W
gi|284999370|gb|GU576506.1|
 software clustalW untuk
membuat filogenetik tree.
Pohon filogentik merupakan
visualisasi hubungan evolusi
diantara berbagai spesies.
gi|283831864|gb|GU451262.1|
gi|283831900|gb|GU451280.1|
gi|284999362|gb|GU576500.1|
 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|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
Program Pensejajaran Sequence dengan Menggunakan Metode SPA
a.
b.
a.
Running program
Contoh
Sekuen kecil
DNA H1N1
Analisis pensejajaran sequence virus H1N1
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
Conditions
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.
Software and Tools for Microsoft PowerPoint.
The website with innovative solutions.
Save time and money by automating your presentations.
E-Mail: [email protected]