BAB 2

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Sel dan Virus

Di dalam tubuh mahkluk hidup terdapat banyak sel, di mana sel-sel tersebut

terbagi menjadi sel hidup, sel mati, sel teridentifikasi, sel terjangkit, dan sel terinfeksi.

Sel hidup adalah sel yang berfungsi dengan normal. Sel ini dapat berubah menjadi

sel mati, sel teridentifikasi, sel terjangkit dan sel terinfeksi. Perubahan sel tersebut

didasarkan pada keadaan sel-sel tetangga terdekat.

Sel mati adalah sel yang tidak berfungsi. Sel ini tidak mati sepenuhnya, sel ini akan

menjadi sel hidup pada kurun waktu tertentu.

Sel teridentifikasi adalah sel yang pertama kali ditempeli oleh virus.

Sel terjangkit adalah sel yang dapat ditembus masuk oleh virus.

Sel terinfeksi adalah sel yang telah terinfeksi virus dan dapat berkembang menjadi

virus baru.

Virus adalah merupakan mikroorganisme yang hanya dapat hidup pada medium

hidup. Setiap virus mempunyai kemampuan untuk dapat menjangkiti dan tinggal pada sel

tertentu. Untuk melangsungkan hidupnya, semua virus mengalami daur hidup. Daur

hidup virus terdiri dari beberapa langkah antara lain:

a. Absorbsi

Absorbsi adalah proses ketika virus melekatkan tubuhnya pada sel dengan

mengeluarkan enzim yang dihasilkannya. Dalam program, peristiwa ini menjelaskan

keadaan sel ketika virus mulai mengidentifikasi tiap sel. Dalam fase ini sel telah

teridentifikasi oleh virus dan dinamakan sel teridentifikasi.

b. Penetrasi

Penetrasi adalah proses ketika seluruh tubuh virus menembus masuk ke dalam sel.

Dalam program, peristiwa ini menjelaskan keadaan sel ketika sel yang telah

teridentifikasi akan berubah menjadi sel terjangkit.

c. Replikasi (penggandaan)

Replikasi adalah proses ketika virus telah berhasil masuk ke dalam sel, maka sel

akan mereplikasi dirinya. Dalam program, peristiwa ini menjelaskan keadaan sel-sel yang

terjangkit akan cepat menyebar ke sel tetangga yang lain. Sel terjangkit akan berhenti

menyebar apabila terdapat sel kebal.

d. Perakitan

Perakitan adalah proses ketika virus telah berhasil mereplikasi dirinya. Replikasi

tersebut akan berkembang menjadi virus baru. Peristiwa ini menjelaskan keadaan sel-sel

yang terjangkit akan berubah menjadi sel yang terinfeksi virus. Sel ini dinamakan sel

terinfeksi, sel ini akan menyebar ke sel tetangganya. Dan berhenti apabila terdapat sel

kebal.

5

2.2 Penyebaran Virus

Virus menyebar dari sel yang terjangkit ke sel-sel yang sehat. Virus tersebut akan

terus menyebar dan kan berhenti jika sel terinfeksi bertemu dengan sel kebal. Penyebaran

virus berawal dari sel yang teridentifikasi kemudian menjadi sel terjangkit. Sel-sel

tersebut akan menjadi sel mati apabila terdapat sel kebal di antara tetangga sel

terdekatnya. Perubahan tiap sel dipengaruhi oleh keadaan sel tetangganya.

2.3 Imunisasi

Imunisasi adalah proses meningkatkan kekebalan tubuh makhluk hidup untuk

melawan penyakit. Imunisasi ditujukan untuk meningkatkan sel-sel yang ada pada tubuh

makhluk hidup agar kuat dan kebal terhadap penyakit.

2.4 Definisi Mobile Cellular Automata

Model yang digunakan dalam simulasi penyebaran virus pada sel menggunakan 2

model yaitu Cellular Automata dan Mobile Automata.

2.4.1 Cellular Automata

Cellular Automata adalah salah satu model yang menjelaskan cara pengidealan

matematis dari suatu sistem dinamis dimana ruang dan waktu dipandang diskrit. Ruang

terdiri dari sel-sel yang bernilai diskrit yang terus diperbarui secara serempak menurut

aturan tertentu. Cellular Automata merupakan suatu sistem yang terdiri atas sejumlah

berhingga keadaan (state), dimana keadaan dapat menyatakan informasi mengenai

kejadian alam. (Harvey Gould and Jan Tobochnik, 1996).

Karakteristik Cellular Automata (Harvey Gould and Jan Tobochnik, 1996) adalah

sebagai berikut:

6

1. Daerah adalah diskrit. Di dalamnya terdapat sel-sel yang teratur dan tetap urutannya.

Setiap sel hanya memiliki nilai tertentu.

2. Waktu adalah diskrit. Nilai setiap sel diperbarui setiap pertambahan waktu yang

diskrit.

3. Aturan untuk nilai yang baru dari setiap sel sangat bergantung pada nilai sel-sel

terdekat waktu sebelumnya.

4. Nilai setiap sel diperbarui secara serempak berdasarkan pada konfigurasi nilai-nilai

sebelumnya.

Cellular Automata yang digunakan adalah Cellular Automata 2 dimensi. Cellular

Automata 2 dimensi memiliki aturan yaitu yang mempengaruhi keadaan suatu sel adalah

semua atau sebagian sel tetangga dari suatu sel yang dikaji. Berdasarkan jumlah tetangga

sel yang mempengaruhi Cellular Automata 2 dimensi terbagi menjadi 2 yaitu, Cellular

Automata 2 dimensi dengan empat tetangga dan delapan tetangga. Cellular Automata 2

dimensi yang digunakan adalah dengan delapan tetangga. Aturan dari Cellular Automata

2 dimensi ini dapat digambarkan pada Gambar 2.1.

7

Gambar 2.1. Bentuk Sel Aturan 2 Dimensi

21 3

87 9

54 6

Dari Gambar 2.1 dapat dijelaskan untuk aturan Cellular Automata 2 dimensi dengan

delapan tetangga, yang mempengaruhi sel nomor 5 adalah semua sel tetangga dari nomor

1 sampai dengan nomor 9.

Dalam program, aturan Cellular Automata 2 dimensi digunakan untuk

menjelaskan keadaan sel yang terbagi menjadi lima keadaan. Perubahan keadaan sel

dipengaruhi oleh delapan tetangga sel terdekatnya.

2.4.2 Mobile Automata

Model Mobile Automata adalah serupa dengan Cellular Automata. Hanya saja

yang membedakan pada model Mobile Automata terdapat sel aktif. Sel aktif tersebut

yang menentukan keadaan sel berikutnya. Salah satu aplikasi dari model Mobile

Automata adalah pada sistem Causal Network. Sistem Causal Network menjelaskan suatu

sistem jaringan yang terdiri dari beberapa Personal Computer (PC). PC tersebut dalam

sistem jaringan dikenal dengan istilah simpul (Nodes). Korelasi model Mobile Automata

dengan sistem Causal Network adalah simpul diidentikkan dengan sel aktif. Sedangkan

warna hitam dan putih diidentikkan dengan alur kabel pada sistem jaringan. Salah satu

aturan (Rule) yang digunakan pada sistem Causal Network seperti tampak pada Gambar

2.2. Terdapat 8 aturan yang berbeda untuk menentukan keadaan sel berikutnya (Stephen

Wolfram, 2002: 486).

8

Gambar 2.2 Aturan Mobile Automata

Hasil program dari aturan di atas dapat digambarkan seperti tampak pada Gambar

2.3. Contoh program tersebut menjelaskan sebanyak 19 simpul yang diidentikkan dengan

gambar bulatan. Sedangkan alur suatu jaringan diidentikkan dengan warna hitam dan

putih.

2.5 Korelasi dengan Program

Model yang digunakan dalam simulasi penyebaran virus pada sel adalah dengan

menggunakan Mobile Cellular Automata. Model tersebut terdiri dari Cellular Automata

dan Mobile Automata. Model Cellular Automata digunakan untuk memodelkan proses

penyebaran virus pada sel, sedangkan model Mobile Automata untuk memodelkan proses

imunisasi.

9

Gambar 2.3 Hasil Program Causal Network

Model Cellular Automata menjelaskan keadaan sel pada makhluk hidup. Model

yang digunakan menggunakan Cellular Automata 2 dimensi dengan delapan tetangga.

Model tersebut menjelaskan perubahan keadaan sel dari 5 keadaan sel yaitu: sel sehat, sel

teridentifikasi, sel terjangkit, sel terinfeksi, dan sel mati. Perubahan sel yang terjadi

dipengaruhi oleh delapan sel tetangganya.

Model Mobile Automata menjelaskan proses imunisasi. Model ini identik dengan

sel aktif. Dalam program sel aktif berfungsi sebagai sel kebal. Sel ini mempengaruhi

keadaan sel tetangganya. Sel ini memerangi sel-sel yang terinfeksi oleh virus, sel-sel

tersebut akan menjadi sel mati jika terdapat minimal satu sel kebal. Jika terdapat minimal

empat sel kebal di antara suatu sel tertentu maka sel tersebut akan menjadi sel sehat.

10