Biopython - Giới thiệu

Biopython là gói tin sinh học lớn nhất và phổ biến nhất dành cho Python. Nó chứa một số mô-đun con khác nhau cho các nhiệm vụ tin sinh học thông thường. Nó được phát triển bởi Chapman và Chang, chủ yếu được viết bằng Python. Nó cũng chứa mã C để tối ưu hóa phần tính toán phức tạp của phần mềm. Nó chạy trên Windows, Linux, Mac OS X, v.v.

Về cơ bản, Biopython là một tập hợp các mô-đun python cung cấp các chức năng để xử lý các hoạt động của chuỗi DNA, RNA và protein như bổ sung ngược lại chuỗi DNA, tìm các mô típ trong chuỗi protein, v.v. Nó cung cấp rất nhiều trình phân tích cú pháp để đọc tất cả các cơ sở dữ liệu di truyền chính. như GenBank, SwissPort, FASTA, v.v., cũng như các trình bao bọc / giao diện để chạy phần mềm / công cụ tin sinh học phổ biến khác như NCBI BLASTN, Entrez, v.v., bên trong môi trường python. Nó có các dự án anh em như BioPerl, BioJava và BioRuby.

Đặc trưng

Biopython có tính di động, rõ ràng và có cú pháp dễ học. Một số tính năng nổi bật được liệt kê dưới đây:

Phiên dịch, tương tác và hướng đối tượng.
Hỗ trợ các định dạng liên quan đến FASTA, PDB, GenBank, Blast, SCOP, PubMed / Medline, ExPASy.
Tùy chọn để đối phó với các định dạng trình tự.
Các công cụ để quản lý cấu trúc protein.
BioSQL - Bộ bảng SQL tiêu chuẩn để lưu trữ chuỗi cộng với các tính năng và chú thích.
Truy cập vào các dịch vụ trực tuyến và cơ sở dữ liệu, bao gồm các dịch vụ NCBI (Blast, Entrez, PubMed) và các dịch vụ ExPASY (SwissProt, Prosite).
Truy cập vào các dịch vụ địa phương, bao gồm Blast, Clustalw, EMBOSS.

Bàn thắng

Mục tiêu của Biopython là cung cấp quyền truy cập đơn giản, tiêu chuẩn và rộng rãi vào tin sinh học thông qua ngôn ngữ python. Các mục tiêu cụ thể của Biopython được liệt kê dưới đây:

Cung cấp quyền truy cập tiêu chuẩn vào các nguồn tin sinh học.
Các mô-đun và tập lệnh chất lượng cao, có thể tái sử dụng.
Thao tác mảng nhanh có thể được sử dụng trong mã Cụm, PDB, NaiveBayes và Mô hình Markov.
Phân tích dữ liệu bộ gen.

Ưu điểm

Biopython yêu cầu rất ít mã và có những ưu điểm sau:

Cung cấp kiểu dữ liệu microarray được sử dụng trong phân cụm.
Đọc và ghi các tệp kiểu Tree-View.
Hỗ trợ dữ liệu cấu trúc được sử dụng để phân tích cú pháp, biểu diễn và phân tích PDB.
Hỗ trợ dữ liệu tạp chí được sử dụng trong các ứng dụng Medline.
Hỗ trợ cơ sở dữ liệu BioSQL, đây là cơ sở dữ liệu tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi trong số tất cả các dự án tin sinh học.
Hỗ trợ phát triển trình phân tích cú pháp bằng cách cung cấp các mô-đun để phân tích cú pháp tệp tin sinh học thành một đối tượng bản ghi có định dạng cụ thể hoặc một lớp chung của chuỗi cộng với các tính năng.
Tài liệu rõ ràng dựa trên kiểu sách nấu ăn.

Nghiên cứu điển hình mẫu

Hãy để chúng tôi kiểm tra một số trường hợp sử dụng (di truyền quần thể, cấu trúc RNA, v.v.) và cố gắng hiểu Biopython đóng vai trò quan trọng như thế nào trong lĩnh vực này -

Di truyền dân số

Di truyền quần thể là nghiên cứu về sự biến đổi di truyền trong một quần thể và liên quan đến việc kiểm tra và mô hình hóa những thay đổi về tần số của gen và alen trong quần thể theo không gian và thời gian.

Biopython cung cấp mô-đun Bio.PopGen cho di truyền quần thể. Mô-đun này chứa tất cả các chức năng cần thiết để thu thập thông tin về di truyền quần thể cổ điển.

Cấu trúc RNA

Ba đại phân tử sinh học chính cần thiết cho sự sống của chúng ta là DNA, RNA và Protein. Protein là con ngựa của tế bào và đóng một vai trò quan trọng như các enzym. DNA (axit deoxyribonucleic) được coi là “bản thiết kế” của tế bào. Nó mang tất cả thông tin di truyền cần thiết để tế bào phát triển, lấy chất dinh dưỡng và nhân giống. RNA (axit Ribonucleic) hoạt động như "bản sao DNA" trong tế bào.

Biopython cung cấp các đối tượng Bio.Sequence đại diện cho các nucleotide, các khối cấu tạo của DNA và RNA.