Введение в биопитонУчебные пособия

Published on 2023-04-20 00:10:05 · 中文 · English · بالعربية · Español · हिंदीName · 日本語 · 中文繁體

Biopython - это инструмент Python с открытым исходным кодом, в основном используемый в области биоинформатики. Этот учебник охватывает основы пакета Biopython, обзор биоинформатики, манипулирования последовательностями и картирования, популяционной генетики, кластеризации, геномного анализа, подключения к базам данных BioSQL и завершается кратким изложением некоторых примеров применения.

Для читателей

Этот учебник предназначен для профессионалов в области программирования биоинформатики, которые заинтересованы в использовании Python в качестве инструмента программирования. Этот учебник направлен на то, чтобы ознакомить вас с концепциями Biopython и его различными функциями.

Необходимые условия

Прежде чем перейти к различным типам концепций, приведенных в этом учебнике, предполагается, что читатель уже понимает биоинформатику. В дополнение к этому, если читатель имеет некоторые знания о программировании на Python, будет очень полезно следовать этому руководству.

Каталог учебных пособий

Biopython - это крупнейший и самый популярный программный пакет для биоинформатики Python. Он содержит множество различных подмодулей для общих задач биоинформатики. Он был разработан Чепменом и Чангом и в основном написан на Python. Он также содержит код C для оптимизации сложных вычислительных частей программного обеспечения. Он может работать на операционных системах, таких как Windows, Linux, Mac OS X и т. Д.
По сути, Biopython представляет собой набор модулей Python, которые обеспечивают функции для обработки операций над ДНК, РНК и белковыми последовательностями, такими как обратная комплементарность цепочек ДНК, поиск мотивов в белковых последовательностях и т. Д. Он предоставляет множество парсеров, которые могут читать все основные генетические базы данных, такие как GenBank, SwissPort, FASTA и т. Д., А также оболочки / интерфейсы, которые запускают другое популярное программное обеспечение / инструменты биоинформатики (такие как NCBI BLASTN, Entrez и т. Д.) В среде Python. У него есть родственные проекты, такие как: BioPerl, BioJava и BioRuby.

1. Особенности

Biopython портативный, понятный и имеет простой в освоении синтаксис. Некоторые из выдающихся функций перечислены ниже -
Объяснительный, интерактивный и объектно-ориентированный. Поддерживает форматы, связанные с FASTA, PDB, GenBank, Blast, SCOP, PubMed/Medline, ExPASy. Параметры обработки форматирования последовательностей. Инструменты для управления структурой белка. Стандартная коллекция таблиц BioSQL-SQL для хранения последовательностей, а также функций и аннотаций. Доступ к онлайн-сервисам и базам данных, включая сервисы NCBI (Blast, Entrez, PubMed) и сервисы ExPASY (SwissProt, Prosite). Доступ к локальным сервисам, включая Blast, Clustalw, EMBOSS.

2. Цели

Целью Biopython является предоставление простого, стандартного и широкого доступа к биоинформатике через язык Python. Конкретные цели Biopython перечислены ниже −
Обеспечить стандартизированный доступ к ресурсам биоинформатики. Высококачественные, многоразовые модули и скрипты. Быстрые операции массива, которые можно использовать в кластерном коде, PDB, NaiveBayes и моделях Маркова. Анализ геномных данных.

3. Преимущества

Биопитон требует очень мало кода и имеет следующие преимущества -
Предоставляет тип данных микрочипа для кластеризации. Чтение и запись файлов типа Tree-View. Поддерживает структурированные данные для синтаксического анализа, представления и анализа PDB. Поддержка данных дневника, используемых в приложении Medline. Поддерживается база данных BioSQL, которая является стандартной базой данных, широко используемой во всех проектах биоинформатики. Поддержка разработки парсера путем предоставления модулей для синтаксического анализа файлов биоинформатики в определенный формат объектов записи или универсальных классов последовательностей плюс функций. Очистка документов на основе стилей рецептов.

4. Примеры тематических исследований

Давайте рассмотрим некоторые варианты использования (популяционная генетика, структура РНК и т. Д.) И попробуем понять, как Биопитон играет важную роль в этой области:
Популяционная генетика
Популяционная генетика - это изучение генетических вариаций в популяции, которое включает в себя изучение и моделирование изменений в частотах генов и аллелей в популяции с течением времени и пространства. Biopython предоставляет модуль Bio.PopGen для популяционной генетики. Этот модуль содержит все необходимые функции для сбора информации о генетике классических популяций.
Структура РНК ДНК, РНК и белки являются тремя основными биологическими макромолекулами, которые необходимы в нашей жизни. Белки являются рабочей лошадкой клеток и играют важную роль в качестве ферментов. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) считается «чертежом» клеток. Он несет всю генетическую информацию, необходимую клеткам для роста, поглощения питательных веществ и размножения. РНК (рибонуклеиновая кислота) действует как «фотокопия ДНК» в клетках.
Biopython предоставляет объекты Bio.Sequence, которые представляют собой строительные блоки нуклеотидов, ДНК и РНК.