Design adalah sesuatu yang saya minati.
Kenapa..? Karena saya merasa dengan mendesign saya bisa mewujudkan imajinasi
yang tersimpan dalam kepala saya menjadi sesuatu yang bisa dilihat secara
nyata. Ketertarikan ini tumbuh sejak saya kecil. Saya senang menggambar, dan
membuat karakter-karakter imajinasi. Saya merasa dengan menggambar bisa
menghibur diri saya dari kejenuhan. Ketertarikan itu semakin menjadi sejak saya
mengenal video game. Saya senang memainkan game dari game dengan kualitas
grafis rendah seperti Mario bros, sampai game dengan kualitas grafis tinggi
seperti Final Fantasy. Hal tersebut membuat saya berpikir untuk bisa membuat
objek-objek yang ada dalam game tersebut sehingga semakin membuat saya tertarik
ke bidang design. Saat kuliah saya mulai mengenal blender 3d. Dengan blender
saya belajar membuat berbagai macam objek 3d dan menurut saya itu sangat
menyenangkan. Saya harap suatu hari saya bisa menjadi seorang designer 3d professional.
Minggu, 28 April 2013
MACAM - MACAM KOMPUTASI MODERN
1.
Mobile computing
Mobile computing atau komputasi bergerak memiliki beberapa
penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi
komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan
kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi
nirkabel.
2.
Grid computing
Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh
geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan
masalah komputasi skala besar.
3.
Cloud computing
Komputasi cloud merupakan gaya komputasi yang terukur
dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui
internet.
SEJARAH KOMPUTASI MODERN
Secara historis, komputer panitera manusia yang dihitung
sesuai dengan metode yang efektif. Komputer ini manusia melakukan berbagai
perhitungan saat ini dilakukan oleh komputer elektronik, dan ribuan dari mereka
yang bekerja dalam perdagangan, pemerintahan, dan lembaga penelitian. Istilah mesin
komputasi , digunakan semakin dari tahun 1920, mengacu pada setiap mesin yang
melakukan pekerjaan komputer manusia, yaitu, setiap mesin yang menghitung
sesuai dengan metode yang efektif. Selama akhir 1940-an dan awal 1950-an,
dengan munculnya mesin komputasi elektronik, mesin ‘kalimat’ komputasi secara
bertahap memberi jalan hanya untuk ‘komputer’, awalnya biasanya dengan
elektronik ‘awalan’ atau ‘digital’. Catatan ini survei sejarah mesin ini.
Tahun 1940 komputer yang semula dikhususkan sebagai instrument
untuk science, berubah menjadi produk komersil. Tahun 1945 di temukan Bug
Komputer oleh Grace Murray Hopper Tahun 1947 tanggal 23 Desember ditemukan
transistor yang pertama kali oleh Bardeen dan Walter Brattain bersama dengan
William Shockley Tahun 1951 dimulai sebuah gagasan microprogramming oleh
Maurice Wilkes Tahun 1951-1952 Grace Murray Hopper mengembangkan A-O, yang
merupakan compiler pertama.
Tahun 1957 John Backus dan kolega IBM mengirimkan
Compiler Fortran yang pertama. Tahun 1958 Jack Kilby menghasilkan prototype
semiconductor IC Tahun 1960 merupakan timbulnya system kecil seperti word
length, register structure, Number of Addresses, I/O channel, Floating point
hardware. Tahun 1960 juga Paul Baran yang bekerja di Rand Corp. menemukan dasar
packet switching untuk data komunikasi. Tahun 1962 video game pertama kali di
temukan oleh Steve Russell yang merupakan seorang lulusan MIT. Tahun 1964 mouse
ditemukan oleh Doug Engelbart. Tahun 1969 munculnya internet oleh DARPA Tahun
1970 merupakan kedatangan PC (personal computer).
Tahun 1970 ditemukan UNIX oleh Dennis Ritchie dan Kenneth
Thomson. Pada tahun 1970 juga floppy disk dan daisywheel printer di tunjukkan
kepada umum (debut pertama). Tahun 1971 Ray Tomlinson of Bolt Beranek dan
Newmen pertama kali mengirimkan jaringan surat e-mail. Tahun 1971 Niklaus Wirth
menemukan Pascal Tahun 1972 di temukan bahasa C oleh Dennis Ritchie di Bell
Labs. Tahun 1973 Robert Metcalfe menuliskan catatan di “Ether Acquisition” yang
mendeskripsikan Ethernet. Tahun 1973 Robert Metcalfe dan David Boggs menemukan
Ethernet. Tahun 1976 merupakan tahun pertama kalinya muncul supercomputer
dengan vektorial arsitektur. Tahun 1976, Steve Jobs dan Steve Wozniak mendesain
dan membangun Apple I yang terdiri dari kebanyakan papan circuit.
Tahun 1977, Steve Jobs dan Steve Wozniak tergabung
dalam Apple computer pada 3 januari. Tahun 1978, Muncul MS Tahun 1978, Wordstar
yang merupakan software pengolah kata diperkenalkan dan meluas. Tahun 1979
telepon seluler di test di Jepang dan Chicago. Tahun 1980 IBM memilih PC-DOS
dari Microsoft sebagai OS (Operating System)
Tahun 1980 bahasa Ada muncul yang di temukan oleh Departemen
Pertahanan US. Tahun 1980 portable computer seberat 24 pounds lahir. 1 januari
1983, muncul TCP/IP Tahun 1984, muncul Apple Macintosh Tahun 1984, muncul DNS
Tahun 1985 menyebarnya sistem networking.
Tahun 1990 tim Barners Lee Menemukan WWW yaitu
aplikasi internet yang membawa perkembangan dan perubahan besar di dunia
internet. Tahun 1991 Trovalds menempatkan UNIX di IBMnya. Tahun 1992 muncul
istilah surfing Tahun 1993 pentium milik intel diperkenalkan kepada umum pada
bulan Maret Tahun 1993 muncul NSCA Mosaic Tahun 1994 muncul Yahoo dan Netscape
Navigator 1.0 Tahun 1995 muncul bahasa pemrograman Java pada bulan Mei. Pada
Desember 1994 maka Spyglass milik Microsoft telah dibayar dan diberi lisensi, sehingga
untuk web browser yang nantinya nama spyglass tersebut akan diganti dengan nama
Internet Explorer.
Pada 1995 spyglass sudah menjadi bagian dari OS dan
bagian dari windows Definisi Komputasi Modern Komputasi adalah algoritma yang
digunakan untuk menemukan suatu cara untuk memecahkan masalah dari sebuah data
input. Komputasi ini merupakan bagian dari ilmu matematika dan ilmu komputer.
Secara umum ilmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada
penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan
komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam
penggunaan praktis, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai
bentuk komputasi lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam berbagai
bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan
prinsip-prinsip baru yang mendasar dalam ilmu. Bidang ini berbeda dengan ilmu
komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan
informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan percobaan sebagai bentuk
tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan.
Dalam ilmu alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan
berbagai pemahaman baru, melalui penerapan model-model matematika dalam program
komputer berdasarkan landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan
masalah-masalah nyata dalam ilmu tersebut. Komputasi modern bisa dibilang
adalah sebuah konsep sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya
dalam sebuah memory, memory disini bisa juga dari memory komputer. Oleh karena
pada saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka bisa dibilang
komputer merupakan sebuah komputasi modern. Konsep ini pertama kali digagasi
oleh John Von Neumann (1903-1957). Dalam kerjanya komputasi modern menghitung
dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan itu
meliputi:
1. Akurasi (bit, Floating poin) 2. Kecepatan (Dalam
satuan Hz) 3. Problem volume besar (Down sizing atau paralel) 4. Modeling (NN
dan GA) 5. Kompleksitas (Menggunakan teori Big O). Karakteristik Komputasi
Modern Karakteristik komputasi modern ada 3 macam, yaitu :
1. Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat
heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi,
serta aplikasi yang terpasang.
2. Komputer-komputer terhubung ke jarinagn yang luas dengan
kapasitas bandwidth yang beragam.
3. Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup
atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas. Jenis-jenis Komputasi Modern
Jenis-jenis komputasi modern terbagi tiga macam, yaitu komputasi mobile
(bergerak), komputasi grid, dan komputasi cloud (awan). Penjelasan lebih lanjut
dari jenis-jenis komputasi modern sebagai berikut :
1. Mobile computing Mobile computing atau komputasi bergerak
memiliki beberapa penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan
kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan
tanpa menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan
komputasi nirkabel. Dan berdasarkan penjelasan tersebut, untuk kemajuan
teknologi ke arah yang lebih dinamis membutuhkan perubahan dari sisi manusia
maupun alat. Dan dapat dilihat contoh dari perangkat komputasi bergerak seperti
GPS, juga tipe dari komputasi bergerak seperti smart phone, dan lain
sebagainya.
2. Grid computing Komputasi grid menggunakan komputer
yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk
menyelasaikan masalah komputasi skala besar. Ada beberapa daftar yang dapat
dugunakan untuk mengenali sistem komputasi grid, adalah :
> Sistem untuk koordinat sumber daya komputasi tidak
dibawah kendali pusat. · Sistem menggunakan standard dan protocol yang terbuka.
> Sistem mencoba mencapai kualitas pelayanan yang
canggih, yang lebih baik diatas kualitas komponen individu pelayanan komputasi
grid.
3. Cloud computing Komputasi cloud merupakan gaya
komputasi yang terukur dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan
layanan melalui internet.
> Komputasi cloud menggambarkan pelengkap baru, konsumsi
dan layanan IT berbasis model dalam internet, dan biasanya melibatkan ketentuan
dari keterukuran dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan
layanan melalui internet. Adapun perbedaan antara komputasi mobile, komputasi
grid dan komputasi cloud, dapat dilihat penjelasannya dibawah ini
> Komputasi mobile menggunakan teknologi komputer
yang bekerja seperti handphone, sedangkan komputasi grid dan cloud menggunakan
komputer. · Biaya untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal dibandingkan dengan
komputasi grid dan cloud. · Komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah
dibawa kemana-mana, sedangkan grid dan cloud membutuhkan tempat yang khusus. ·
Untuk komputasi mobile proses tergantung si pengguna, komputasi grid proses
tergantung pengguna mendapatkan server atau tidak, dan komputasi cloud
prosesnya membutuhkan jaringan internet sebagai penghubungnya. Dan ada juga
persamaan antara komputasi mobile, komputasi grid, dan komputasi cloud,
penjelasanya sebagai berikut :
> Ketiganya merupakan metode untuk melakukan komputasi,
pemecahan masalah, dan pencarian solusi. · Ketiganya memerlukan alat proses
data yang modern seperti komputer, laptop atau telepon genggam untuk
menjalankannya. Dampak Adanya Komputasi Modern Dampak dari adanya komputasi
modern adalah dapat membantu manusia untuk menyelesaikan masalah-masalah yang
kompleks dengan menggunakan komputer. Salah satu contohnya adalah biometric.
Biometric berasal dari kata Bio dan Metric. Kata bio diambil dari bahasa yunani
kuno yang berarti Hidup sedangkan Metric juga berasal dari bahasa yunani kuno
yang berarti ukuran, jadi jika disimpulkan biometric berarti pengukuran hidup.
Tapi secara garis besar biometric merupakan pengukuran dari statistic analisa
data biologi yang mengacu pada teknologi untuk menganalisa karakteristik suatu
tubuh (individu). Dari penjelasan tersebut sudah jelas bahwa Biometric
menggambarkan pendeteksian dan pengklasifikasian dari atribut fisik. Terdapat
banyak teknik biometric yang berbeda, diantaranya :
> Pembacaan sidik jari / telapak tangan · Geometri tangan
· Pembacaan retina / iris · Pengenalan suara · Dinamika tanda tangan. Dan
menurut Don Tapscott (1995) dalam bukunya yang berjudul “The Digital Economy :
Promise and Peril In The Age of Networked Intelligence” menggambarkan bagaimana
dampak teknologi komputasi pada kehidupan manusia. Aplikasi teknologi kurang
sempurna tanpa dukungan mesin pintar yang berkemampuan analitik. Kehadiran
teknologi komputasi yang semakin canggih telah merubah gaya hidup manusia dan
tuntutan pada kompetensi manusia. Kini kehidupan manusia semakin tergantung
pada komputer. Berikut ini hal-hal yang menggambarkan konsep kepintaran
komputasi yang didukung dengan aplikasi teknologi.
1. Produk yang digerakkan sistem komputer a. Smart car
(mobil pintar) b. Smart card (kartu pintar) c. Smart house (rumah pintar) d.
Smart road (jalan pintar)
2. Perancangan produk dikelola oleh komputer
3. Proses kerja yang digerakkan oleh komputer
4. Komputer menjadi sarana komunikasi yang efektif
5. Komputer sebagai pusat informasi Di samping
berdampak struktural pada peri kehidupan manusia, teknologi juga membangkitkan
proses kultural dalam masyarakat yang diterpanya. Inilah gejala yang oleh N.
Postman disebut technopoly, yang olehnya digambarkan sebagai berikut :
“Technopoly is a state of culture. It is also a state of
mind. It consist in the deification of technology, which means that the culture
seeks it’s satisfactions in technology, and takes it’s orders from technology”
Maka, yang menjadi masalah ialah sejauh mana suatu masyarakat siap memasuki
zaman yang ditandai oleh supremasi teknologi sebagai daya pembangkit budaya
baru tanpa merapuhkan ketahanan budayanya sendiri.
Dengan demikian, maka tidak keliru pula untuk
menyatakan bahwa dominasi teknologi akan berlanjut dengan berseminya budaya
baru yang melahirkan berbagai nilai baru pula yang cenderung menjadi acuan
perilaku manusia modern dalam berbagai pola interaksi dengan sesamanya.
Kesimpulan Komputasi adalah algoritma yang digunakan untuk menemukan suatu cara
untuk memecahkan masalah dari sebuah data input. Jenis-jenis komputasi modern
terbagi tiga macam, yaitu komputasi mobile (bergerak), komputasi grid, dan
komputasi cloud (awan). Dampak dari adanya komputasi modern adalah dapat membantu
manusia untuk menyelesaikan masalah-masalah yang kompleks dengan menggunakan
komputer.
KOMPUTASI MODERN
Komputasi dapat diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan
permasalahan dari data input dengan suatu algoritma. Komputasi merupakan
subbagian dari matematika. Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi
menggunakan pena dan kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara
mental dan kadang-kadang menggunakan tabel. Karena perkembangan jaman makan
komputasi sekarang menggunakan komputer. Komputasi yang menggunakan komputer
inilah maka disebut dengan Komputasi Modern. Komputasi modern digunakan untuk memecahkan
masalah yang ada, perhitungan komputasi modern yaitu seperti :
·
Akurasi (bit, floating point)
·
Kecepatan (dalam satuanHz)
·
Problem volume besar (paralel)
·
Modeling (NN dan GA)
·
Kompleksitas (menggunakan Teori Bog O)
Secara umum iIlmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam penggunaan praktis, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai bentuk komputasi lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam berbagai bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar dalam ilmu.
Pada paruh pertama abad 20, banyak kebutuhan komputasi ilmiah bertemu dengan semakin canggih komputer analog, yang menggunakan mekanis atau listrik langsung model masalah sebagai dasar perhitungan. Namun, ini tidak dapat diprogram dan umumnya tidak memiliki fleksibilitas dan keakuratan komputer digital modern.
George stibitz secara internasional diakui sebagai ayah dari komputer digital modern.
sementara bekerja di laboratorium bel di November 1937, stibitz menciptakan dan membangun sebuah relay berbasis kalkulator ia dijuluki sebagai "model k" (untuk "meja dapur", di mana dia telah berkumpul itu), yang adalah orang pertama yang menggunakan sirkuit biner untuk melakukan operasi aritmatika. Kemudian model menambahkan kecanggihan yang lebih besar termasuk aritmatika
dan kemampuan pemrograman kompleks.
Salah satu tokoh yang sangat mempengaruhi perkembangan komputasi modern adalah John von Neumann (1903-1957), Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern. Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer yang di salurkan melalui karya-karyanya . Beliau juga merupakan salah satu ilmuwan yang terkait dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. Kegeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.
Von Neumann dilahirkan di Budapest, ibu kota Hungaria, pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Dia adalah anak pertama dari pasangan Neumann Miksa dan Kann Margit. Di sana, nama keluarga diletakkan di depan nama asli. Sehingga dalam bahasa Inggris, nama orang tuanya menjadi Max Neumann dan Margaret Kann. Max Neumann memperoleh gelar dan namanya berubah menjadi Von Neumann. Max Neumann adalah seorang Yahudi Hungaria yang bergelar doktor dalam ilmu hukum. Dia juga seorang pengacara untuk sebuah bank. Pada tahun 1903, Budapest terkenal sebagai tempat lahirnya para manusia genius dari bidang sains, penulis, seniman dan musisi.
Pada tahun 1921, Von Neumann disekolahkan ayahnya ke Universitas Berlin untuk menjadi insinyur teknik kimia. Berselang dua tahun kemudian ia melanjutkan pendidikan ke Zurich. Sebenarnya Von Neumann kurang tertarik dengan bidang kimia atau bidang engineering, namun ayahnya mendorong dia untuk mempelajari kimia. Pada waktu itu teknik kimia sedang populer dan menjanjikan karier yang cerah bagi para insinyurnya. Oleh karena itu, ayahnya mengharuskan Von Neumann mengikuti pendidikan kimia tanpa gelar selama dua tahun di Berlin, lalu melanjutkan di Eidgennossische Technische Hochschule (ETH) Zurich pada bidang yang sama. Ujian masuk ETH terkenal sulit, bahkan Albert Einstein pernah gagal dalam ujian masuk di tahun 1895 dan berhasil lulus pada ujian tahun berikutnya.
Keinginan Von Neumann untuk mempelajari matematika dilakukannya pada musim panas setelah studinya di Berlin dan sebelum masuk ETH Zurich. Dia menjadi mahasiswa program doktor pada Universitas Budapest. Tesis doktornya bertemakan aksiomasisai teori himpunan (set theory) yang dikembangkan George Cantor. Pada masa itu, set theory merupakan salah satu topik 'menantang' di dunia matematika.
Di tahun 1926 pada umur 22 tahun, Von Neuman lulus dengan dua gelar yaitu gelar S1 pada bidang teknik kimia dari ETH dan gelar doktor (Ph.D) pada bidang matematika dari Universitas Budapest.
Von Neumann sangat tertarik pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan, Von Neumann kemudian beralih dalam bidang komputasi. Von Neumann menjadi seorang konsultan pada pengembangan komputer ENIAC, dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah seperangkat komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori.
Berikut ini beberapa contoh komputasi modern sampai dengan lahirnya ENIAC :
·
Konrad Zuse’s electromechanical “Z mesin”.Z3 (1941) sebuah mesin
pertama menampilkan biner aritmatika, termasuk aritmatika floating point dan
ukuran programmability. Pada tahun 1998, Z3 operasional pertama di dunia
komputer itu di anggap sebagai Turing lengkap.
·
Berikutnya Non-programmable Atanasoff-Berry Computer yang di
temukan pada tahun 1941 alat ini menggunakan tabung hampa berdasarkan
perhitungan, angka biner, dan regeneratif memori kapasitor.Penggunaan memori
regeneratif diperbolehkan untuk menjadi jauh lebih seragam (berukuran meja
besar atau meja kerja).
·
Selanjutnya komputer Colossus ditemukan pada tahun 1943, berkemampuan
untuk membatasi kemampuan program pada alat ini menunjukkan bahwa perangkat
menggunakan ribuan tabung dapat digunakan lebih baik dan elektronik
reprogrammable.Komputer ini digunakan untuk memecahkan kode perang Jerman.
·
The Harvard Mark I ditemukan pada 1944, mempunyai skala besar,
merupakan komputer elektromekanis dengan programmability terbatas.
·
Lalu lahirlah US Army’s Ballistic Research Laboratory ENIAC
ditemukan pada tahun 1946, komputer ini digunakan unutk menghitung desimal
aritmatika dan biasanya disebut sebagai tujuan umum pertama komputer elektronik
(ENIAC merupaka generasi yang sudah sangat berkembang di zamannya sejak
komputer pertama Konrad Zuse ’s Z3 yang ditemukan padatahun 1941).
Komentar pribadi :
Menurut saya penjelasan
mengenai komputasi modern pada artikel ini cukup jelas dengan adanya penjelasan
mengenai tokoh-tokoh yang mempengaruhi perkembangan komputasi modern.
Kekurangannya adalah adanya istilah-istilah yang kurang familiar serta
kurangnya gambar dalam artikel ini.
Selasa, 02 April 2013
BIDANG BIOINFORMATIKA
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.
Bioinformatika pertamakali
dikemukakan pada pertengahan 1980an untuk mengacu kepada penerapan ilmu komputer
dalam bidang biologi. Meskipun demikian, penerapan bidang-bidang dalam
bioinformatika seperti pembuatan pangkalan data dan pengembangan algoritma
untuk analisis sekuens biologi telah dilakukan sejak tahun 1960an.
BIOINFORMATIKA
Bioinformatika
merupakan ilmu terapan yang lahir dari perkembangan teknologi informasi
dibidang molekular. Pembahasan dibidang bioinformatik ini tidak terlepas dari
perkembangan biologi molekular modern, salah satunya peningkatan pemahaman
manusia dalam bidang genomic yang terdapat dalam molekul DNA.
Kemampuan untuk
memahami dan memanipulasi kode genetik DNA ini sangat didukung oleh teknologi
informasi melalui perkembangan hardware dan soffware. Baik pihak pabrikan
sofware dan harware maupun pihak ketiga dalam produksi perangkat lunak. Salah
satu contohnya dapat dilihat pada upaya Celera Genomics, perusahaan
bioteknologi Amerika Serikat yang melakukan pembacaan sekuen genom manusia yang
secara maksimal memanfaatkan teknologi informasi sehingga bisa melakukan
pekerjaannya dalam waktu yang singkat (hanya beberapa tahun).
Perkembangan
teknologi DNA rekombinan memainkan peranan penting dalam lahirnya
bioinformatika. Teknologi DNA rekombinan memunculkan suatu pengetahuan baru
dalam rekayasa genetika organisme yang dikenala bioteknologi. Perkembangan
bioteknologi dari bioteknologi tradisional ke bioteknologi modren salah satunya
ditandainya dengan kemampuan manusia dalam melakukan analisis DNA organisme,
sekuensing DNA dan manipulasi DNA.
Sekuensing DNA satu
organisme, misalnya suatu virus memiliki kurang lebih 5.000 nukleotida atau
molekul DNA atau sekitar 11 gen, yang telah berhasil dibaca secara menyeluruh
pada tahun 1977. Kemudia Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3 milyar
nukleotida yang menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3 tahun,
walaupun semua ini belum terlalu lengkap. Saat ini terdapat milyaran data
nukleotida yang tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan
tahun 1982.
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.
Bioinformatika
pertamakali dikemukakan pada pertengahan 1980an untuk mengacu kepada penerapan ilmu komputer dalam bidang biologi. Meskipun
demikian, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika seperti pembuatan
pangkalan data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens biologi telah dilakukan
sejak tahun 1960an.
Kemajuan teknik biologi molekuler dalam mengungkap sekuens biologi
protein (sejak awal 1950an) dan asam nukleat (sejak 1960an) mengawali perkembangan
pangkalan data dan teknik analisis sekuens biologi. Pangkalan data sekuens
protein mulai dikembangkan pada tahun 1960an di Amerika Serikat, sementara pangkalan data sekuens DNA
dikembangkan pada akhir 1970an di Amerika Serikat dan Jerman pada Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (European Molecular Biology Laboratory).
Penemuan teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan
1970an menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang dapat
diungkapkan pada 1980an dan 1990an. Hal ini menjadi salah satu pembuka jalan bagi
proyek-proyek pengungkapan genom, yang meningkatkan
kebutuhan akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan
lahirnya bioinformatika.
Perkembangan jaringan
internet juga mendukung berkembangnya
bioinformatika. Pangkalan data bioinformatika yang terhubungkan melalui
internet memudahkan ilmuwan dalam mengumpulkan hasil sekuensing ke dalam
pangkalan data tersebut serta memperoleh sekuens biologi sebagai bahan
analisis. Selain itu, penyebaran program-program aplikasi
bioinformatika melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengakses
program-program tersebut dan kemudian memudahkan pengembangannya.
Pangkalan Data sekuens biologi dapat berupa pangkalan
data primer untuk menyimpan sekuens primer asam nukleat dan protein, pangkalan data sekunder untuk
menyimpan motif sekuens protein, dan pangkalan data struktur untuk menyimpan
data struktur protein dan asam nukleat.
Pangkalan data utama
untuk sekuens asam nukleat saat ini adalah GenBank (Amerika Serikat), EMBL (the European
Molecular Biology Laboratory, Eropa), dan DDBJ (DNA Data Bank of
Japan, Jepang). Ketiga pangkalan
data tersebut bekerja sama dan bertukar data secara harian untuk menjaga
keluasan cakupan masing-masing pangkalan data. Sumber utama data sekuens asam
nukleat adalah submisi (pengumpulan) langsung dari peneliti individual, proyek
sekuensing genom, dan pendaftaran paten. Selain berisi sekuens asam nukleat, entri dalam pangkalan
data sekuens asam nukleat pada umumnya mengandung informasi tentang jenis asam
nukleat (DNA atau RNA), nama organisme sumber asam nukleat tersebut, dan
segala sesuatu yang berkaitan dengan sekuens asam nukleat tersebut.
Selain asam nukleat,
beberapa contoh pangkalan data penting yang menyimpan sekuens primer protein
adalah PIR (Protein Information Resource, Amerika
Serikat), Swiss-Prot (Eropa), dan TrEMBL (Eropa). Ketiga
pangkalan 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 pada
umumnya berisi penjelasan mengenai fungsi protein tersebut.
Perangkat
bioinformatika yang berkaitan erat dengan penggunaan pangkalan data sekuens
Biologi ialah BLAST (Basic Local
Alignment Search Tool). Penelusuran BLAST (BLAST search) pada
pangkalan data sekuens memungkinkan ilmuwan untuk mencari sekuens baik 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 atau untuk memeriksa fungsi gen hasil
sekuensing. Algoritma yang mendasari kerja
BLAST adalah penyejajaran sekuens.
PDB (Protein Data
Bank, Bank Data Protein) ialah pangkalan data tunggal yang menyimpan model
struktur 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
atau pun asam nukleat.
Langganan:
Postingan (Atom)