PENERAPAN HOMOMORFISME GRUP PADA PENYIMPANAN DATA BERBASIS DNA

Abstract

Abstrak

Permintaan untuk penyimpanan data meningkat secara eksponensial, tetapi kapasitas media penyimpanan yang ada saat ini diperkirakan tidak dapat mengimbangi. DNA hadir sebagai media penyimpanan yang potensial dengan kepadatan mencapai 2 petabyte/gram dalam ukuran yang sangat kecil dan mempunyai ketahanan hingga ratusan tahun. Tujuan penelitian ini adalah: (1) memperoleh konstruksi kode Kernel menggunakan homomorfisma grup, (2) mengetahui kendala kode Kernel yang dikonstruksi menggunakan homomorfisma grup dari empat kendala yang meliputi kendala hamming distance, reverse, reverse complement dan GC-content, (3) menggunakan de Bruijn Graph untuk mengetahui susunan genom awal.

Dalam penelitian ini akan dikonstruksi kode DNA berbasis homomorfisma grup untuk mengkodekan informasi. Konstruksi kode DNA dilakukan dengan memetakan data digital yang berbentuk biner ke dalam barisan nukleotida yang tersusun atas empat basa nukleotida {A, C, G, T}. Kode DNA tersebut akan diterjemahkan menggunakan de Bruijn Graph untuk mendapatkan susunan genom awal.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa homomorfisma grup dapat digunakan untuk mengkonstruksi kode berbasis DNA. Pembentukan kode DNA ini tergantung pada fungsi dan grup yang digunakan. Penggunaan grup yang berbeda dapat menghasilkan kode Kernel yang berbeda dan pemakaian fungsi yang berbeda juga akan berpengaruh pada hasil konstruksi kode DNA nya. Diantara kode Kernel yang digunakan sebagai contoh dalam penelitian ini memenuhi empat kendala.

Kata kunci: kode dna, homomorfisma grup, de bruijn graph

Abstract

The demand for data storage increases exponentially, but the capacity of the storage media that exists today is estimated to be unable to keep pace.. DNA is present as a potential storage medium with densities reach 2 petabytes/gram in size is very small and has an endurance of up to hundreds of years. The purpose of this research is: (1) obtain the Kernel code to use homomorfisma construction group, (2) know the constraints Kernel code is constructed using homomorfisma a group of four that includes constraints of hamming distance, reverse, reverse complement and GC-content, (3) using the de Bruijn Graph to find out the composition of the early genomes.

In this study the DNA code will be constructed based homomorfisma group to encode information. Construction of the DNA code is done by mapping the binary digital data into a sequence of nucleotides that is composed of four bases {A, C, G, T}. The DNA code will be translated using de Bruijn Graph to get an initial genome arrangement.

The results showed that homomorfisma groups can be used to construct a DNA-based code. Establishment of DNA code depends on the function and the group used. The use of different groups can produce code for a different Kernel and the wearing of different functions will also impact on the results of its DNA code construction. Between the Kernel code is used as an example in this study meets the four constraints are hamming distance, reverse, reverse complement and GC-content.

Keywords: dna code, group homomorphism, de bruijn graph