Sekuensing_PrinsipAplikasi

download Sekuensing_PrinsipAplikasi

of 20

Transcript of Sekuensing_PrinsipAplikasi

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    1/52

     

    DNA• ~6 milyar pasangan basa

    / base pairs didalam

    setiap sel membentuk

    human genome

    • Gen-gen membentuk

    hanya 1,5 darikeseluruhan genom

    manusia

    • gen adalah bagian

    tertentu dari DNA, yang

    menyandi pembentukanprotein

    • !ada manusia terdapat

    "#,### gen

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    2/52

     

    DNA $ Deoksiribo Nu%lei% A%id 

    • Deo&yribonu%lei% a%id 'DNA( berbentuk pita double heli&)• Gula-phosphate kerangka membentuk bagian terluar pada heli&

    • *edua pita DNA saling melilit dengan arah berla+anan

    • asa-basa saling berikatan dan membentuk ikatan hidrogen

    • memba+a perintah genetik 'gen-gen(

    ugar !hosphate a%kbone

    ase pair 

    Nucleic acids

    .ytosine - .

    Guanine - G

     Adenine - A

    hymine -

    #)"0nm

     A

     A

    .

    G

     A

    .

    G

    .

    G

     A

    G

    .

     A

    G

    .

    .

     A

     A

    .

    G

    .

    G

     A

    G

    .

    G

    .

     A

    %omplementary base pairs

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    3/52

     

     A gene %odes or a protein

    Protein

    mRNA

    DNA

    transcription

    translation

    CCTGAGCCAACTATTGATGAA 

    PEPTIDE

    CCUGAGCCA  ACU AUUGAUGAA 

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    4/52

     

    The Central Dogma

    Transcription

    mRNA

    Translation

    ProteinGene

    cells express different subset of the genesIn different tissues and under different conditions

    hard disk one program  its output

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    5/52

     

    Prokaryotic genes

    Downstream (3’)

    Prokaryotes (intronless protein coding genes)

     promoter  Gene regionpstream (5’)

    Transcription (gene is encoded on minus strand ..

    And te re!erse complement is read into m"#A)

    D#A

    m"#A

    5$ UT" 3$ UT"  %oDing &e'uence (%D&)

    ATG

    ATG

    TA%

    Translation t"#A read o eac codons* 3 +ases

    at a time* starting at start codon until it reaces

    a &T,P codon.

     protein

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    6/52

     

    -n ukaryotes ( cells were te D#A is se'uestered in a separate nucleus)

    Te D#A does not contain a duplicate o te coding gene* rater e/ons must +e spliced.(many eukaryotes genes contain no introns0 .. Particularly true in $lower$ organisms)

    mRNA 1 (messenger "#A) %ontains te assem+led copy o te gene. Te m"#A acts as a

    messenger to carry te inormation stored in te D#A in te nucleus to te cytoplasm

    were te ri+osomes can make it into protein.

    Eukaryotic Central Dogma

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    7/52

     

    DNA e2uen%ing

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    8/52

     

    SEKUENSING MAKROMOLEKUL

      PROTEIN vs DNA

    --------------------------------------------------------------------------

    *Metoda : *Metoda :

      - degradasi Edmann   1) Sanger et al.

      2) Maxam & Gilbert

    *Sekuensing protein dari ujung amino * Sekuensing molekul D!  - Dibutu"kan protein dengan kemurnian - untai tunggalmaupun rangkap

      tinggi - men#andi proteinmaupun tidak

    *Da#a ba$a sangat terbatas : * Da#a ba$a besar :

     - manual : % 1 !!  lebi" praktis

     - otomatik : % '( !!

    erlu pemotongan protein :

      - tr#psin : #s + !rg

      - ,nr : Met

    Sekuen D!  dideduksiuntuk

      sekuenprotein

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    9/52

     

    DNA sequencing

    ."at is D! se/uen$ing 0 ."at met"ods 0

     o rapid se/uen$ing te$"ni/ues :

    *En3#mati$ 4Sanger et al. 1566):

      - Dideox#-mediated $"ain termination met"od

      - "e existing+ada D!: -as t"e template

      -s#nt"esi3e ne oligonu$leotide $"ain  -ele$trop"oresed

    *,"emi$al degradation 4 Maxam & Gilbert):

      - "e existing D!: - labeled  degraded $"emi$all#  ele$trop"oresed

    Separate populations o7 labeled oligonu$leotides8 begin 7rom a9xed point8 terminate randoml# at 9xed residue or $ombination o7

    residue

    ariable lengt"

    ;esol

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    10/52

     

    Diagramati$ Maxam > Gilbert Se/uen$ingMet"od

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    11/52

     

    Sanger ‘s

    met!"

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    12/52

     

    + ddATP + ddGTP + ddTTP + ddCTP

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    13/52

     

    3’T

    G

    C

    A

    A

    CG

    T

    A

    A

    G

    C

    CG

    T

    C

    G

    A

    5’

    Autoradiograf pada

    film !ray "kema pem#acaan

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    14/52

     

    Sequencing tecniques

    Manua# $ c!nvensi!na# %

    -make t"e rea$tion manuall# : - denaturation8 labelling8  - extension8 termination8 stoprea$tion

      - prepare gel 8 ele$trop"oresis8  - pro$ess t"e gel8 read manuall#

     Aut!matic c&c#e sequencing

    1? D#e primer rea$tion: @ tube rea$tions

    2? D#e terminator: single tube rea$tion

     ;ead automati$all# b# se/uen$ing apparatus & re$orded in$omputer

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    15/52

     

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    16/52

     

    $iological Data   + Computer Calculations

    $ioinformatics

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    17/52

     

    %uang &ingkup 

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    18/52

     

    $ioinformatika  'bahasa 3nggris4 bioinformatics(

    adalah 'ilmu  yang mempelaari( penerapan

    teknik komputasional  untuk mengelola dan

    menganalisis inormasi biologis)

    idang ini men%akup penerapan metode-

    metode matematika, statistika, dan inormatika 

    untuk meme%ahkan masalah-masalah biologis,

    terutama dengan menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta inormasi yang berkaitan

    dengannya)

    .ontoh topik utama bidang ini meliputi

    basis data  untuk mengelola inormasi biologis,penyeaaran sekuens 'sequence alignment (,

    prediksi struktur untuk meramalkan bentuk

    struktur protein maupun struktur sekunder NA,

    analisis ilogenetik, dan analisis ekspresi gen)

    http://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/Ilmuhttp://id.wikipedia.org/wiki/Komputasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Biologihttp://id.wikipedia.org/wiki/Matematikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Statistikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Informatikahttp://id.wikipedia.org/wiki/DNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/wiki/Basis_datahttp://id.wikipedia.org/wiki/Proteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/RNAhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Filogenetika&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/Genhttp://id.wikipedia.org/wiki/Genhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Filogenetika&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/RNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Proteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Basis_datahttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/wiki/DNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Informatikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Statistikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Matematikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Biologihttp://id.wikipedia.org/wiki/Komputasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Ilmuhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Inggris

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    19/52

     

    he 7lo+ o iote%hnology

    3normation

    GeneGene   >DNA sequenceAATTCATGAAAATCGTATACTGGTCTGGTACCGGCAACAC

    TGAGAAAATGGCAGAGCTCATCGCTAAAGGTATCATCGAA

    TCTGGTAAAGACGTCAACACCATCAACGTGTCTGACGTTA

    ACATCGATGAACTGCTGAACGAAGATATCCTGATCCTGGG

    TTGCTCTGCCATGGGCGATGAAGTTCTCGAGGAAAGCGAA

    TTTGAACCGTTCATCGAAGAGATCTCTACCAAAATCTCTGGTAAGAAGGTTGCGCTGTTCGGTTCTTACGGTTGGGGCGA

    CGGTAAGTGGATGCGTGACTTCGAAGAACGTATGAACGGC

    TACGGTTGCGTTGTTGTTGAGACCCCGCTGATCGTTCAGA

    ACGAGCCGGACGAAGCTGAGCAGGACTGCATCGAATTTGG

    TAAGAAGATCGCGAACATCTAGTAGA

    > Pr!tein sequence!I"#$%GTGNT&!A&'IA!GII&%G!D"NTIN"%D"NID&''N&DI'I'GC%AGD&"'&&%&(&P(I&&I%T!I%G!!"A'(G%#G$GDG!$RD(&&R

    NG#GC"""&TP'I")N&PD&A&)DCI&(G!!IANI

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    20/52

     

    "e'ara( Perkem#angan

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    21/52

     

    3stilah bioinformatics  mulai dikemukakan pada

    pertengahan era 189#-an  untuk menga%u padapenerapan komputer  dalam biologi)

    Namun demikian, penerapan bidang-bidang dalam

    bioinormatika 'seperti pembuatan basis data danpengembangan algoritma untuk analisis sekuens 

    biologis( sudah dilakukan seak tahun 186#-an)

    http://id.wikipedia.org/wiki/1980-anhttp://id.wikipedia.org/wiki/Komputerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Algoritmahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sekuens_biologis&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sekuens_biologis&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/1960-anhttp://id.wikipedia.org/wiki/1960-anhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sekuens_biologis&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sekuens_biologis&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/Algoritmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Komputerhttp://id.wikipedia.org/wiki/1980-an

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    22/52

     

    a+al 185#-an

    *emauan teknik biologi molekular dalam

    mengungkap sekuens biologis dari protein

    186#-an

    sekuens biologis asam nukleat terungkap dan

    menga+ali perkembangan basis data dan

    teknik analisis sekuens biologis)

    asis data sekuens protein mulai

    dikembangkan pada tahun 186#-an di Amerika

    erikat,

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    23/52

     

    akhir 18:#-an

    basis data sekuens DNA dikembangkan di Amerika erikat dan ;erman 'pada aboratory, >aboratorium

    iologi =olekular

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    24/52

     

    189#-an dan 188#-an 

    teradi ledakan umlah sekuens DNA

    menadi salah satu pembuka alan bagi

    proyek-proyek pengungkapan genom,

    meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan

    dan analisis sekuens, dan

    pada akhirnya menyebabkan lahirnya

    bioinormatika)

    http://id.wikipedia.org/wiki/1990-anhttp://id.wikipedia.org/wiki/Genomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Genomhttp://id.wikipedia.org/wiki/1990-an

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    25/52

     

    !erkembangan internet uga mendukung

    berkembangnya bioinormatika)

    asis data bioinormatika yang terhubung

    melalui internet memudahkan ilmu+an

    mengumpulkan hasil sekuensing ke dalam

    basis data tersebut maupun memperoleh

    sekuens biologis sebagai bahan analisis)

    elain itu, penyebaran program-program

    aplikasi bioinormatika melalui internetmemudahkan ilmu+an mengakses program-

    program tersebut dan kemudian memudahkan

    pengembangannya)

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    26/52

     

    !enerapan ?tama ioinormatika

    asis data sekuens biologis

    !enyeaaran sekuens

    !rediksi struktur protein

     Analisis ekspresi gen

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    27/52

     

    esuai dengan enis inormasi biologis yang

    disimpannya, basis data sekuens biologis dapat

    berupa4

    basis data primer untuk menyimpan sekuens

    primer asam nukleat maupun protein, basis data sekunder untuk menyimpan moti

    sekuens protein, dan

    basis data struktur untuk menyimpan data

    struktur protein maupun asam nukleat)

    asis data sekuens biologis

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    28/52

     

    asis data utama untuk sekuens asam nukleat

    saat ini adalah

    Genank 'Amerika erikat(,

     '

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    29/52

     

    elain berisi sekuens asam nukleat, entri dalam

    basis data sekuens asam nukleat umumnya

    mengandung inormasi tentang4

     enis asam nukleat 'DNA atau NA(,

    nama organisme  sumber asam nukleat

    tersebut, dan

    pustaka yang berkaitan dengan sekuens asam

    nukleat tersebut)

    http://id.wikipedia.org/wiki/DNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/RNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/Organismehttp://id.wikipedia.org/wiki/Organismehttp://id.wikipedia.org/wiki/RNAhttp://id.wikipedia.org/wiki/DNA

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    30/52

     

    ementara itu, %ontoh beberapa basis data penting yang

    menyimpan sekuens primer protein adalah

    !3 'Protein Information Resource, Amerika erikat(,

    +iss-!rot '

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    31/52

     

    $&A"T  'Basic Local Alignment Search Tool ( merupakan

    perkakas bioinormatika yang berkaitan erat dengan

    penggunaan basis data sekuens biologis)

    !enelusuran >A 'BLAST search( pada basis data

    sekuens memungkinkan ilmu+an untuk men%ari sekuens

    asam nukleat maupun protein yang mirip dengan sekuens

    tertentu yang dimilikinya) al ini berguna misalnya4

    untuk menemukan gen  seenis pada beberapa

    organisme atau

    untuk memeriksa keabsahan hasil sekuensing maupun

    untuk memeriksa ungsi gen hasil sekuensing)

     Algoritma  yang mendasari kera >A adalah

    penyeaaran sekuens)

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/http://id.wikipedia.org/wiki/Genhttp://id.wikipedia.org/wiki/Organismehttp://id.wikipedia.org/wiki/Sekuensinghttp://id.wikipedia.org/wiki/Algoritmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Algoritmahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sekuensinghttp://id.wikipedia.org/wiki/Organismehttp://id.wikipedia.org/wiki/Genhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    32/52

     

    !enyeaaran sekuens 'se2uen%e alignment( adalah

    proses penyusunan/pengaturan dua atau lebih sekuenssehingga persamaan sekuens-sekuens tersebut tampak

    nyata)

    asil dari proses tersebut uga disebut sebagai se2uen%e

    alignment atau alignment saa)

    aris sekuens dalam suatu alignment diberi sisipan

    'umumnya dengan tanda B$B( sedemikian rupa sehingga

    kolom-kolomnya memuat karakter yang identik atau sama

    di antara sekuens-sekuens tersebut)

    erikut adalah %ontoh alignment DNA dari dua sekuens

    pendek DNA yang berbeda, B%%at%aa%B dan B%aatggg%aa%B

    'tanda BCB menunukkan ke%o%okan atau mat%h di antara

    kedua sekuens

    !enyeaaran sekuens

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    33/52

     

    %%at-----%aa%

    %aatggg%aa%

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    34/52

     

    Sequence alignment   merupakan metode dasar

    dalam analisis sekuens)

    =etode ini digunakan untuk mempelaari e@olusi sekuens-sekuens dari leluhur yang sama

    'common ancestor ()

    *etidak%o%okan 'mismatch( dalam alignment  diasosiasikan dengan proses mutasi, sedangkan

    kesenangan 'gap, tanda B$B( diasosiasikan

    dengan proses insersi atau delesi)

    http://id.wikipedia.org/wiki/Evolusihttp://id.wikipedia.org/wiki/Mutasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Mutasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Evolusi

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    35/52

     

    Sequence alignment   memberikan hipotesis  atas

    proses e@olusi  yang teradi dalam sekuens-

    sekuens tersebut) =isalnya, kedua sekuens dalam %ontoh

    alignment   di atas bisa adi bere@olusi dari

    sekuens yang sama B%%atggg%aa%B) Dalam kaitannya dengan hal ini, alignment   uga

    dapat menunukkan posisi-posisi yang

    dipertahankan 'consere! ( selama e@olusi dalam

    sekuens-sekuens protein, yang menunukkan

    bah+a posisi-posisi tersebut bisa adi penting

    bagi struktur atau ungsi protein tersebut)

    http://id.wikipedia.org/wiki/Hipotesishttp://id.wikipedia.org/wiki/Evolusihttp://id.wikipedia.org/wiki/Proteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Proteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Evolusihttp://id.wikipedia.org/wiki/Hipotesis

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    36/52

     

    elain itu, se2uen%e alignment uga digunakan

    untuk men%ari sekuens yang mirip atau sama

    dalam basis data sekuens) >A adalah salah satu metode alignment yang

    sering digunakan dalam penelusuran basis data

    sekuens) >A menggunakan algoritma heuristik dalam

    penyusunan alignment)

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    37/52

     

    eberapa metode alignment   lain yang merupakan

    pendahulu >A adalah metode BNeedleman-uns%hB

    dan Bmith-atermanB)

    =etode Needleman-uns%h digunakan untuk menyusun

    alignment  glo#al di antara dua atau lebih sekuens, yaitu

    alignment  atas keseluruhan panang sekuens tersebut)

    =etode mith-aterman menghasilkan alignment   lokal,

    yaitu alignment atas bagian-bagian dalam sekuens)

    *edua metode tersebut menerapkan pemrograman 

    dinamik  '!"namic programming ( dan hanya eekti untuk

    alignment  dua sekuens ' pairwise alignment (

    http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pemrograman_dinamik&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pemrograman_dinamik&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pemrograman_dinamik&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pemrograman_dinamik&action=edit

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    38/52

     

    eberapa metode alignment   lain yang merupakan

    pendahulu >A adalah metode BNeedleman-uns%hB

    dan Bmith-atermanB)

    =etode Needleman-uns%h digunakan untuk menyusun

    alignment  glo#al di antara dua atau lebih sekuens, yaitu

    alignment  atas keseluruhan panang sekuens tersebut)

    =etode mith-aterman menghasilkan alignment   lokal,

    yaitu alignment atas bagian-bagian dalam sekuens)

    *edua metode tersebut menerapkan pemrograman 

    dinamik  '!"namic programming ( dan hanya eekti untuk

    alignment  dua sekuens ' pairwise alignment (

    .lustal adalah program bioinormatika untuk alignment  

    multipel 'multiple alignment (, yaitu alignment   beberapa

    sekuens sekaligus) Dua @arian utama .lustal adalah

    .lustal dan .lustalE)

    http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pemrograman_dinamik&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pemrograman_dinamik&action=edithttp://www.ebi.ac.uk/clustalw/http://bips.u-strasbg.fr/en/Documentation/ClustalX/http://bips.u-strasbg.fr/en/Documentation/ClustalX/http://www.ebi.ac.uk/clustalw/http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pemrograman_dinamik&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pemrograman_dinamik&action=edit

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    39/52

     

    =etode lain yang dapat diterapkan untuk

    alignment   sekuens adalah metode yang

    berhubungan dengan Hidden Markov Model  

    'B=odel =arko@ ersembunyiB, ,,()

    == merupakan model statistika yang mulanya

    digunakan dalam ilmu komputer  untuk mengenali

    pembi%araan manusia 'speech recognition()

    elain digunakan untuk alignment, == uga

    digunakan dalam metode-metode analisis

    sekuens lainnya, seperti prediksi daerah

    pengkode protein dalam genom  dan prediksi

    struktur sekunder protein)

    ! dik i t kt t i

    http://id.wikipedia.org/wiki/Ilmu_komputerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ilmu_komputerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Genomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Genomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ilmu_komputerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ilmu_komputer

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    40/52

     

    "ecara kimia-fisika. #entuk struktur protein diungkap dengan

    kristalografi sinar!  ataupun spektroskopi N,%. namun

    kedua metode terse#ut sangat memakan /aktu dan relatif

    ma(al0

    "ementara itu. metode sekuensing  protein relatif le#i(

    muda( mengungkapkan sekuens asam amino protein0

    Prediksi struktur protein #erusa(a meramalkan struktur tiga

    dimensi protein #erdasarkan sekuens asam aminonya

    )dengan kata lain. meramalkan struktur tersier dan struktur

    sekunder #erdasarkan struktur primer protein*0

    "ecara umum. metode prediksi struktur protein yang ada

    saat ini dapat dikategorikan ke dalam dua kelompok. yaitu

    metode pemodelan protein komparatif dan metode

    pemodelan de novo0

    !rediksi struktur protein

    P d l t i k tif ' ti t i

    http://id.wikipedia.org/wiki/Proteinhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kristalografi_sinar-X&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kristalografi_sinar-X&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Spektroskopi_NMR&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Spektroskopi_NMR&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/Sekuensinghttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sekuens&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sekuens&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/Sekuensinghttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Spektroskopi_NMR&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Spektroskopi_NMR&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kristalografi_sinar-X&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kristalografi_sinar-X&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kristalografi_sinar-X&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/Protein

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    41/52

     

    Pemodelan protein komparatif   'comparatie protein

    mo!elling ( meramalkan struktur suatu protein berdasarkan

    struktur protein lain yang sudah diketahui)

    alah satu penerapan metode ini adalah pemodelan

    (omologi  'homolog" mo!elling (, yaitu prediksi struktur

    tersier protein berdasarkan kesamaan struktur primer

    protein) !emodelan homologi didasarkan pada teori  bah+a dua

    protein yang homolog memiliki struktur yang sangat mirip

    satu sama lain)

    !ada metode ini, struktur suatu protein 'disebut protein

    target( ditentukan berdasarkan struktur protein lain 'protein

    templat( yang sudah diketahui dan memiliki kemiripan

    sekuens dengan protein target tersebut)

    l i it l i d l k ti d l h

    http://id.wikipedia.org/wiki/Teorihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Homolog&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Homolog&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/Teori

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    42/52

     

    elain itu, penerapan lain pemodelan komparati adalah

     protein threading   yang didasarkan pada kemiripan

    struktur tanpa kemiripan sekuens primer)

    >atar belakang  protein threa!ing   adalah bah+a struktur

    protein lebih dikonser@asi daripada sekuens protein

    selama e@olusiF daerah-daerah yang penting bagi ungsi

    protein dipertahankan strukturnya)

    !ada pendekatan ini, struktur yang paling kompatibel untuk

    suatu sekuens asam amino dipilih dari semua enis struktur

    tiga dimensi protein yang ada) =etode-metode yang tergolong dalam  protein threa!ing  

    berusaha menentukan tingkat kompatibilitas tersebut)

    D l d k t d t b i iti

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    43/52

     

    Dalam pendekatan de novo  atau ab initio,

    struktur protein ditentukan dari sekuens

    primernya tanpa membandingkan dengan

    struktur protein lain)

    erdapat banyak kemungkinan dalam

    pendekatan ini, misalnya dengan menirukan

    proses pelipatan 'fol!ing ( protein dari sekuens

    primernya menadi struktur tersiernya 'misalnya

    dengan simulasi dinamika molekular (, atau

    dengan optimisasi global ungsi energi protein)

    P d d i i d # t (k

    http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dinamika_molekular&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dinamika_molekular&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dinamika_molekular&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dinamika_molekular&action=edit

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    44/52

     

    Prosedur!prosedur ini cenderung mem#utu(kan proses

    komputasi yang intens. se(ingga saat ini (anya digunakan

    dalam menentukan struktur protein!protein kecil0

    $e#erapa usa(a tela( dilakukan untuk mengatasi

    kekurangan sum#er daya komputasi terse#ut. misalnya

    dengan1

    superkomputer   )misalnya superkomputer $lue Gene  24

    dari $,* atau

    komputasi terdistri#usi )distributed computing . misalnya

    proyek 6olding7(ome* maupun komputasi grid0

    A li i k i

    http://id.wikipedia.org/wiki/Superkomputerhttp://id.wikipedia.org/wiki/Blue_Genehttp://id.wikipedia.org/wiki/Blue_Genehttp://id.wikipedia.org/wiki/Superkomputer

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    45/52

     

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    46/52

     

    =etode-metode penggalian data '!ata mining (

    diterapkan pada data tersebut untuk memperoleh

    pola-pola inormati) ebagai %ontoh, metode-metode komparasi

    digunakan untuk membandingkan ekspresi di

    antara gen-gen, sementara metode-metodeklastering 'clustering ( digunakan untuk

    mempartisi data tersebut berdasarkan kesamaan

    ekspresi gen)

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    47/52

     

    he uman Genome !roe%t

    he genome se2uen%e is %omplete -

    almostI $ appro&imately ")J billion base pairs)

    Pro*ide in the understanding of genestructure+ genetics *ariation andcomparati*e genomics

    Appreciation of ethical+ legal+ and socialissues surrounding the a*ailabilit, ofhuman se-uence data

    Pro*ide the basis for .se-uence/basedbiolog,0

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    48/52

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    49/52

     

    Ra' Gen!me Data(

    6rom 1 "tuart ,0 $ro/n. P(0D0N89 "c(ool of ,edicine

    Th i bi l l llfh

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    50/52

     

    The next step is obviously to locate all of thegenes and describe their functions. This will

    probably take another 15-20 years!

    6rom 1 "tuart ,0 $ro/n. P(0D0N89 "c(ool of ,edicine

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    51/52

     

    3mpli%ations or iomedi%ine

    •Physicians will use genetic information to diagnoseand treat disease.

    •Virtually all medical conditions have a genetic

    component.•Faster drug development research

    •Individualized drugs

    •Gene therapy

    •All Biologists will use gene sequence information intheir daily work

  • 8/19/2019 Sekuensing_PrinsipAplikasi

    52/52