Penjajaran sekuen DNA paralel berbasis kolom menggunakan algoritme Needleman-Wunsch dan graphic processing unit (GPU)

Abstract

Deoxyribo nucleid acid (DNA) merupakan salah satu biomolekul yang berperan penting dalam menyimpan instruksi genetika makhluk hidup. DNA sendiri terdiri atas jutaan nukleotida yang saling berpasangan yang membentuk susunan double helix. Untuk mendapatkan informasi pada dua pasang DNA salah satunya perlu dilakukan proses penjajaran secara lokal maupun global. Salah satu cara yang dapat digunakan adalah menggunakan metode penjajaran global sekuen dengan skema berbasi kolom dengan tujuan untuk mendapatkan kemiripan DNA. Untaian DNA yang dibangkitkan secara acak tersebut diolah menggunakan library yang dimiliki oleh sebuah graphic processing unit yang dinamakan dengan CUDA. CUDA merupakan sebuah platform komputasi yang disediakan oleh NVIDIA untuk memanfaatkan cores yang ada pada GPU untuk digunakan pada proses komputasi. Tujuan penggunaan CUDA pada proses penjajaran DNA adalah untuk mencapai speedup semaksimal mungkin dibandingkan dengan menggunakan CPU. Pada penelitian ini didapatkan hasil speedup menggunakan GPU dibandingkan dengan CPU adalah 7.9 kali.