Matematika Mengungkap Identitas Manusia

Tulisan untuk tugas.[]

Untuk kalian yang hanya berpikir Matematika itu hanya tentang menghitung, rumus, dan soal lebih baik baca ini. Sampai saat ini masih banyak yang bertanya "Bagaimana, sih, supaya cepat mengangkap pelajaran matematika?". uGh. Bagaimana mau cepat nangkap kalau kalian masih memandang Matematikan hanya sebatas hitungan dan rumus.

Memang tak bisa di pungkiri bahwa menurut sebagian besar orang, Matematika itu adalah pelajaran yang membosankan, kadang bikin ketek basah, bikin stress, apalagi kalo disuruh maju ke depan, pasti pura-pura pingsan. Apalagi, kalau mau ujian pasti pada sibuk menghafal rumus eEeEeE begitu ujian malah bingung mana rumus yang harus di pakai. Otak serasa kaku.

Kalian pernah menanyakan kepada guru kalian rumus Matematika itu ada untuk apa? Gunanya apa? Asalnya darimana? Banyak temanku bilang "Apaantuh rumus... UuuUuUuuuUUuh gapenting keles"

Aku sebagai pecinta Matematika merasa sedih mendengarnya.

Sekarang aku mau cerita tentang salah satu contoh penerapan Matematika sebagai pemodelan dan bahasa. Kalian akan tau Powerfulnya Matematika terintegrasi dengan bidang ilmu lain dan menunjang peradaban manusia. Karena Matematikan itu bukan hanya sekedar rumus sempit yang harus dihafal demi mendapat nilai bagus. 

Pepatah mengatakan, "Tak kenal maka tak sayang, tak cinta makan tak kenalan". Jujur saja, apa yang kalian rasakan juga pernah aku rasakan, dulu. Aku juga sering ngedumel ngafalin rumus, mendapat nilai jelek di Matematika, nangis pas ulangan Matematika. Ya pokoknya, hampa banget deh.

Dan akhirnya, aku mendapat pencerahan. Ini semua bermula sejak ayahku bilang "Matematika itu rajanya segala mata pelajaran, kak." Dan beliau memberi tahu contoh-contohnya. Semisal, hubungan Matematika-Biologi ---> “Introduction to Mathematical Methods in Bioinformatics”

Awal buku itu tentang barisan DNA manusia, lah kok DNA padahal kan itu Matematika. Setelah di analisis dan akhirnya dapat tahu kalau yang membuat itu seorang ahli Matematika! Setelah membaca itu mungkin kalian akan respek dan tidak memandang rumus matematika seseram "itu" malah kalian pasti penasaran sama rumus itu.

Nah, sekarang aku ceritain.

DNA Sebagai Identitas Manusia

Kalau lagi mengisi formulir pasti yang ditanyain: Nama, Tempat/Tanggal Lahir, Alamat rumah, Golongan darah, dll.

Mungkin tidak, kalau identitas kalian identik dengan orang lain? Jawabannya mungkin. 

Berarti kalau identitas kita sama persis dengan orang lain, kita belum bisa menciptakan identitas yang unik.

Tapi sebenarnya kita punya identitas yang unik dan istimewa. Dialah barisan DNA.

Analisis Kemiripan Barisan DNA

Sesuai hukum persilangan Mendel yang sedang aku pelajari sekarang di sekolah. Gregor Mendel dapat menurunkan prinsip dasar dan pola hereditas karena sebelumnya beliau ada Background Matematika. Namun presentase Mendel hanya "cuma mungkin" bukan pasti, atau kurang meyakinkan.

Jika anak kembar di bandingkan DNA-nya presentase kemiripannya akan mendekati 100%. Jika keduanya memiliki hubungan darah dengan orang tuanya maka presentase yang diharapkan adalah 95%-99%.

Rumus Matematika Analisis Kemiripan Barisan DNA

Algoritma (prosedur perhitungan) yang dikembangkan Needleman-Wuncsh dapat memperoleh skor kemiripan global dari keseluruhan untai DNA. Dimisalkan diberi dua barisan   =  dengan panjang   dan barisan  =  dengan panjang . Langkah pertama, dibentuk matriks enskoran  berukuran .

Elemen baris ke-  dan kolom ke- dari matriks  ditentukan oleh fungsi berikut:

 adalah skor kecocokan dan ketidakcocokan antara kedua barisan kode basa DNA, sedangkan  adalah nilai gap antara kedua barisan DNA. Tidak semua gen bisa jadi gen yang bermakna untuk menentukan sifat manusia. Ada area pada untaian DNA yang ga informatif (junk DNA). Nah, ketika area ini dibandingkan dengan barisan DNA lain, ini yang dimaksud gap.  adalah nilai awal yang diberikan untuk ,  dan . Skor optimal pada pensejajaran global diperoleh pada sel terakhir atau pada elemen baris ke dan kolom ke. (Isaev, 2004)

lgoritma Smith-Waterman digunakan untuk pensejajaran lokal untuk menghitung kemiripan segmen barisan (gen) tertentu dalam untaian DNA. Algoritma ini menambahkan nol pada fungsi  menjadi:

 adalah skor kecocokan dan ketidakcocokan antara kode basa DNA, sedangkan  adalah nilai gap antara kedua barisan DNA.  adalah nilai awal yang diberikan untuk ,  dan . Skor optimal pada pensejajaran local diperoleh pada sel dengan nilai elemen terbesar (Isaev, 2004).

Intinya, bahwa dari permodelan rumus Matematika diatas lah bidang biological squencing dapat berkembang dan sangat membantu kehidupan manusia. 

NAH, sekarang kalian mulai memulai menyukai sesuatu yang lebih cepat tanggap mempelajarinya kalau kalian tahu dari mana asal-usulnya, kegunaannya, dan apa saja manfaat yang dapat diperoleh. Yang jelas, kalau mau mengaplikasikan Matematika kalian harus kuasai materi-materi dasarnya dahulu. Oyeah,....



Sumber-sumber:

1. https://www.zenius.net/blog/5689/matematika-dna-biologi-identitas-manusia
2. Mbah Google
3. Buku Paket IPA SMPN 20 Bekasi
4. Ayah
5. Teman Internet
6. Otak

Salam,

Fralatania.