Proposal Penelitian

MENGGUNAKAN DNA SEBAGAI MEDIA

PENYIMPANAN

SATRIA TRY MANGGALA

20130120053

Konsentrasi

Teknologi Informasi

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

NOVEMBER, 2014

Dengan ini saya menyatakan bahwa proposal penelitian

dengan judul

MENGGUNAKAN DNA SEBAGAI MEDIA

PENYIMPANAN

yang diajukan oleh

SATRIA TRY MANGGALA

…../...................../....... /.............

Konsentrasi

Teknologi Informasi

adalah tema yang berasal dari (saya sendiri)

Dosen pembimbing yang diusulkan:

1. Anna Nur Nazilah Chanim, S.T.

Yogyakarta, 1 November 2014

Yang menyatakan,

SATRIA TRY MANGGALA.

1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Dalam kemajuan teknologi saat ini, terobosan baru dalam bidang hardware

akan selalu dinantikan oleh para konsumen teknologi. Tidak terkecuali media

penyimpanan yang merupakan komponen sangat penting dalam dunia kerja,

propesional, akademisi, pertahanan, dan berbagai lapisan masyarakat. Terakhir media

penyimpanan besutan San-Disk telah rilis dan di klaim sebagai media penyimpanan

terbesar di kelas memory card, yaitu sebesar 512 GB. Berkaitan dengan hal ini, DNA

sebagai pembawa informasi genetika di dalam sel mahluk hidup, memiliki kesamaan

prinsip kerja dalam data biner komputer, DNA singkatan dari deoxyribose nucleic

acid, menyimpan dan mengolah informasi genetika manusia dalam molekul-molekul

yang diberi kode huruf A, C, T, dan G. A merupakan inisial untuk adenine, C untuk

cytosine, T untuk thymine, dan G untuk guanine.

Adenine hanya bisa berpasangan dengan thymine, guanine hanya bisa

berpasangan dengan cytosine. Ini berarti bahwa jika ada satu rantai DNA yang

memiliki kode AACTAGGTC, maka pasangannya pasti TTGATCCAG. Kedua rantai

itu akan berpasangan dan membentuk struktur berpilin yang kita kenal sebagai

Double-Helix.

Enzim dalam sel hidup membaca data-data genetik yang tersimpan dalam

DNA (dalam bentuk kode A, C, T, G tadi) menggunakan cara yang sangat mirip

dengan cara komputer membaca data biner. Kesamaan prinsip kerja antara keduanya

inilah yang dimanfaatkan dalam komputer DNA. Yang lebih mengejutkan, dari

beberapa penelitian menunjukkan bahwa 1 gram DNA yang sudah di keringkan dapat

menyimpan informasi setara dengan 1 trilliun Compact Disc (CD), sedangkan 1 gram

DNA hanya seperti satu butiran gula pasir. Selain itu DNA sangat mudah didapatkan

dan sangat berlimpah di alam. Selagi itu sel hidup, maka sudah dipastikan bahwa

didalamnya terdapat DNA.

1.2 Perumusan Masalah

a. Bagaimana cara membuat media penyimpanan dengan menggunakan

DNA?

b. Bagaimana prinsip kerjanya?

c. Apa keuntungan dari media penyimpanan yang menggunakan DNA?

1.3 Tujuan Penelitian

Secara umum keuntungan media penyimpanan dengan menggunakan DNA

akan lebih ramah lingkungan, mudah didapatkan dan sangat berlimpah mengingat

DNA berasal dari sel mahluk hidup, selain itu DNA dapat menyimpan informasi atau

data komputer jauh lebih besar daripada media penyimpanan kotemporer saat ini. Dari

segi fisik ukuran media penyimpanan menggunakan DNA akan menghemat ruang

karena ukurannya yang sangat kecil.

1.4 Manfaat Penelitian

Membantu para penggiat teknologi mengolah informasi dalam kapasitas data

yang sangat besar, serta komponen media penyimpanan DNA sangat mudah

didapatkan dan lebih ekonomis dibanding dengan media penyimpanan kotemporer

saat ini.

2. Tinjauan Pustaka dan Landasan Teori

2.1 DNA bank data kehidupan

Perkembangan sains memperjelas bahwa makhluk hidup memiliki

struktur yang luar biasa kompleks dan suatu keteraturan yang terlalu sempurna

untuk muncul secara kebetulan. Ini membuktikan fakta bahwa makhluk hidup

diciptakan oleh Pencipta yang Mahakuasa yang memiliki pengetahuan tanpa

banding.

Gambar: 1 skema DNA

Baru-baru ini, misalnya, dengan tersingkapnya struktur sempurna

dalam gen manusia yang menjadi isu yang menonjol karena Projek Genom,

penciptaan yang unik dari Tuhan telah terungkap sekali lagi untuk kita semua.

Dari AS hingga Cina, ilmuwan dari seluruh penjuru dunia telah

memberikan upaya terbaik mereka untuk menguraikan 3 miliar huruf kimiawi

di dalam DNA dan menentukan urutannya. Sebagai hasilnya, 85% dari data

yang terkandung dalam DNA manusia dapat diurutkan dengan tepat.

Walaupun ini merupakan perkembangan yang sangat menarik dan penting,

sebagaimana dinyatakan Dr. Francis Collins, pimpinan Projek Genom

Manusia, sebegitu jauh ini baru langkah pertama dalam upaya menguraikan

informasi di dalam DNA. Agar dapat memahami mengapa penguraian

informasi ini berjalan begitu lama, kita harus memahami sifat dari informasi

yang tersimpan di dalam DNA.

2.2 Bahasa Ensiklopedia DNA

Kehidupan masyarakat didasarkan atas alur informasi, dan komunikasi.

Alat yang paling penting dalam alur informasi antarindividu dan generasi

adalah bahasa. Bahasa diwakili oleh kode-kode tertentu, yakni huruf-huruf.

Bahasa Inggris adalah bahasa yang tersusun dari 26 huruf atau dapat kita

katakan, 26 kode. Kode-kode ini membentuk kata-kata dan kata-kata

kemudian membentuk kalimat-kalimat. Alur dan penyimpanan informasi

diwujudkan dengan kode-kode ini. Bahasa di dalam sel serupa dengan ini.

Semua sifat fisik manusia disimpan di dalam inti sel dengan dikodekan oleh

bahasa ini, dan dapat digunakan oleh sel kembali dengan bahasa ini. Bahasa

ini dimiliki molekul utama, yang disebut DNA. Bahasa DNA tersusun dari 4

huruf; A, T, G, dan C. Setiap huruf mewakili satu dari empat basa khusus yang

disebut ‘nukleotida’.

Jutaan basa ini berbaris dalam sebuah rangkaian yang bermakna dan

membentuk molekul DNA. Begitulah informasi di dalam bank data pada

molekul disimpan. Sementara kita menguraikan sistem pengkodean dalam

gudang data ini, kita akan terus menggunakan analogi huruf ini untuk molekul

asam nukleat yang membentuk DNA. Huruf-huruf ini bersesuaian dua-dua

membentuk sebuah pasangan basa. Pasangan basa ini bertumpuk di atas

pasangan lainnya membentuk gen. Masing-masing gen, yang terdiri dari satu

bagian molekul DNA, menentukan sifat tertentu dari tubuh manusia. Tak

terhitung banyaknya ciri seperti tinggi badan, warna mata, materi dan bentuk

hidung, mata, dan tengkorak dibentuk oleh perintah gen yang terkait. Kita

dapat membandingkan setiap gen ini dengan halaman sebuah buku. Pada

halaman itu terdapat naskah yang tersusun dari huruf A – T – G – C. Terdapat

kurang lebih 200.000 gen di dalam DNA sel manusia.

Setiap gen tersusun dari rangkaian nukleotida khusus, jumlah yang

berkisar antara 1000 dan 186.000 sesuai tipe protein yang berhubungan. Gen-

gen ini menyimpan kode dari hampir 200.000 protein yang berfungsi di dalam

tubuh manusia dan mengendalikan produksi protein-protein ini. Informasi

yang tersimpan di dalam 200.000 gen ini baru merupakan 3% dari

keseluruhan informasi di dalam DNA. Sisanya yang 97% masih tetap

menyimpan misterinya hingga kini. Kajian terakhir menunjukkan bahwa 97%

bagian tak dikenal ini termasuk informasi vital tentang kelangsungan hidup sel

dan mekanisme yang mengendalikan aktivitas teramat kompleks di dalam

tubuh. Namun perjalanan masih teramat panjang. Gen-gen berada di dalam

kromosom. Ada 46 kromosom di dalam inti setiap sel manusia (kecuali pada

sel-sel reproduksi).

Jika kita bandingkan setiap kromosom dengan sebuah jilid buku yang

terdiri dari hlaman-halaman gen, kita dapat katakan bahwa di dalam sel

terdapat “ensiklopedia sel” sebanyak 46 jilid, yang meliputi seluruh

karakteristik manusia. Dengan mengingat contoh ensiklopedia barusan,

ensiklopedia sel ini sebanding dengan pengetahuan yang terkandung dalam

920 jilid ‘Ensiklopedia Britannica’. Urutan huruf-huruf di dalam DNA setiap

manusia berbeda. Inilah alasan mendasar mengapa miliaran orang yang pernah

hidup di muka bumi tampak berbeda satu sama lain. Struktur dan fungsi dasar

organ-organ sama pada setiap orang. Namun, setiap orang diciptakan begitu

mendetail dan khusus dengan perbedaan yang demikian halus sehingga walau

semua orang diciptakan dari pembelahan sebuah sel tunggal dan memiliki

struktur dasar yang sama, pengetahuan perbedaan miliaran manusia telah

diketahui.

3. Metode Penelitian

3.1. Alat dan Bahan Penelitian

1. Alat

- Mikroskop elektron

- Tabung reaksi kimia

2. Bahan

- DNA sintetik

- Plat emas dan kaca

3.2. Metode Penelitian

1. Studi Lapangan

Penelitian ini nantinya akan dilaksanakan di Laboratorium, untuk

menganalisa DNA serta mengetahui karakter dan prinsip kerjanya dalam

media penyimpanan.

2. Studi Pustaka

Metode ini dilakukan sebagai pelengkap penelitian dengan berkaca

pada berbagi buku yang terkait dengan penelitian yang akan dilakukan.

4. Jadwal Penelitian:

Penelitian dilaksanakan mulai semester 4 tahun ajaran 2014/2015 dengan tabel

waktu sebagai berikut.

Jadwal Rencana Kegiatan Penelitian (contoh)

No Deskripsi Kegiatan 2015

1 2 3 4 5 ... n

1 Kajian pustaka.

2 Identifikasi permasalahan dan

kajian hardware

3 Perencanaan dan simulasi

hardware dan software

4 Implementasi prototype dan

iterasi penyempurnaan program

5 Pembuatan Laporan Tengah

penelitian.

6 Pengujian prototype dan

penyempurnaan

7 Dokumentasi dan Laporan

Tahun.

Daftar Pustaka

[1] Ibrahim Badry, Ahmad. 2011. Komputasi DNA. Diambil pada tanggal 02

November 2014, dari lib.ui.ac.id/file?file=digital/20251805/Komputasi%20dna-

full%20text.pdf. pada pukul 20.12

[2] diambil pada tanggal 02 November 2014, pada pukul 20.14 dari

mimuw.edu.pl/delta/artykuly/komputer-DNA.pdf.

[3] www.yohanessurya.com/download/penulis/Teknologi_41.pdf

[4] cirebon.lp3i.ac.id/w/site/library/book/ISLAMI/RAHASIA-DNA.pdf