Analisis Hasil Elektroforesis DNA dengan Image Processing Menggunakan Metode Gaussian Filter

Abstract

Proses analisa DNA merupakan hal yang sangat penting khususnya dalam mencari kecocokan genom pada dua DNA yang berbeda. Salah satu proses yang dilakukan untuk melakukan analisa DNA adalah elektroforesis. Elektroforesis merupakan proses bergeraknya molekul yang memiliki muatan pada suatu medan listrik, molekul yang bergerak akan berhenti pada jarak migrasi tertentu dan tergantung pada muatan, bentuk dan ukurannya. Sehingga kecocokan suatu DNA dapat dianalisa berdasarkan dari hasil elektroforesis DNA tersebut. Bahan yang digunakan dalam elekroforesis DNA yaitu salah satunya adalah gel agarosa. Pada DNA hasil elektroforesis gel agarosa, molekul DNA dianalisa berdasarkan letaknya setelah mengalami migrasi pada proses elektroforesis tersebut. DNA yang akan dianalisa dibandingkan dengan DNA marker atau DNA yang telah diketahui ukurannya. DNA memiliki ukuran molekul yang sama dengan DNA marker ketika DNA tersebut memiliki jarak migrasi sama dengan DNA marker. Pada alat yang dirancang ini menggunakan Raspberry Pi 3 model B+ sebagai pemrosesan citra digital, serta menggunakan kamera Raspberry Pi V1 untuk mengambil gambar. Hasil gambar dan perhitungan yang telah dilakukan pengolahan citra akan ditampilkan pada RasPi touchscreen 3.5 inch. Pada penelitian ini akan menggunakan image processing dengan salah satu metode nya yaitu dengan metode Gaussian Filter. Image processing dilakukan untuk melakukan pengolahan citra, pengenalan pola, deteksi tepi dari suatu objek, pengenalan bentuk molekul DNA yang mengalami migrasi. Gaussian Filter ini digunakan untuk memperbaiki kualitas pada citra yang akan diuji dan dikarenakan sering terjadinya citra yang dihasilkan tidak bagus atau tidak akurat pada saat menentukan nilai molekul DNA tersebut. Penilitian dilakukan dengan melakukan tracking mouse pada citra yag telah diolah dengan openCV untuk merealisasikan gambar yang telah diambil oleh kamera yang digunakan sehingga menghasilkan keluaran ukuran DNA. Ketika mouse diklik pada gambar DNA, maka muncul nilai ukuran pada DNA dengan satuan basepairs. Ukuran DNA ditentukan berdasarkan jarak migrasi atau jarak dari awal DNA diletakkan dalam sumur gel agarose dan bermigrasi berdasarkan ukurannya hingga DNA tersebut berhenti. Sehingga DNA memiliki karakteristik yang berbeda pada setiap sampel yang berbeda. Analisis DNA hasil elektroforesis dapat dilakukan dengan pengolahan citra untuk mendapatkan nilai molekul DNA pada gel hasil elektroforesis. Dan dapat menggunakan beberapa metode untuk memperbaiki citra DNA hasil elektroforesis yaitu menggunakan filter gaussian serta merubah warna menjadi skala grayscale. Hasil dari pengolahan citra ini yaitu berupa keluaran ukuran molekul DNA setelah dilakukan trackingmouse. Ketika gambar DNA di klik maka akan muncul nilai pada DNA tersebut. Nilai DNA diperoleh berdasarkan DNA marker atau DNA yang telah diketahui ukurannya. Pada DNA marker ini akan dicari rumus regresinya yaitu berdasarkan nilai DNA pada masing-masing jarak migrasi yang berbeda. Nilai DNA yang telah diketahui ukurannya selanjutnya akan dibandingkan dengan perhitungan manual untuk mengetahui nilai error dari DNA tersebut. Nilai yang di hasilkan memiliki error persen terkecil yaitu data pengujian pertama dengan nilai error 0,101% dimana nilai molekul jika dihitung manual 454,193 bp dan jika diolah menggunakan program 454,650 bp. Nilai error persen terbesar yaitu data pengujian kedua dengan nilai error 12,411% dimana nilai molekul jika dihitung manual 732,926 bp dan jika diolah menggunakan program yaitu 641,962.