معرفی برنامه نویسی بایوپایتون

معرفی برنامه نویسی بایوپایتون

در این درس از آموزش های برنامه نویسی سایت سورس باران، با معرفی برنامه نویسی بایوپایتون در خدمت شما هستیم.

بایوپایتون بزرگترین و محبوب ترین بسته بیوانفورماتیک برای پایتون است. این شامل چندین زیر ماژول مختلف برای کارهای رایج بیوانفورماتیک است. توسط چاپمن و چانگ توسعه یافته است که عمدتا در پایتون نوشته شده است. همچنین شامل کد C برای بهینه سازی قسمت محاسبات پیچیده نرم افزار است. روی ویندوز، لینوکس، Mac OS X و غیره قابل اجرا است.

پیشنهاد ویژه : پکیج آموزش پایتون مختص بازار کار

اساساً بایوپایتون مجموعه ای از ماژول های پایتون است که عملکردهایی برای مقابله با DNA ،RNA و عملیات توالی پروتئین مانند تکمیل معکوس رشته DNA، یافتن نقش و موتیف در توالی پروتئین و غیره فراهم می کند. تجزیه و تحلیل های زیادی برای خواندن تمام پایگاه های داده ژنتیکی مانند GenBank ،SwissPort ،FASTA و غیره ، و همچنین پوشه ها/ رابط ها برای اجرای سایر نرم افزارها / ابزارهای معروف بیوانفورماتیک مانند NCBI BLASTN ،Entrez و غیره، در داخل محیط پایتون وجود دارد. این پروژه های سیبلینگ مانند BioPerl ، BioJava و BioRuby را دارد.

امکانات برنامه نویسی بایوپایتون

بایوپایتون پورتابل و واضح است و نحو یادگیری آن آسان است. برخی از ویژگی های برجسته در زیر ذکر شده است –

• قابل تفسبر، تعاملی و شی گرا.
• پشتیبانی از قالب های مربوط به FASTA ،PDB ،GenBank ،Blast ،SCOP ،PubMed / Medline ،ExPASy.
• گزینه ای برای برخورد با قالب های توالی.
• ابزاری برای مدیریت ساختارهای پروتئینی.
• BioSQL – مجموعه استاندارد جداول SQL برای ذخیره توالی به علاوه ویژگی ها و حاشیه نویسی.
• دسترسی به خدمات و پایگاه داده آنلاین ، از جمله خدمات (NCBI (Blast ،Entrez ،PubMed و خدمات (ExPASY (SwissProt ،Prosite.
• دسترسی به خدمات محلی از جمله Blast ،Clustalw ،EMBOSS.

اهداف برنامه نویسی بایوپایتون

هدف بایوپایتون فراهم آوردن دسترسی ساده، استاندارد و گسترده به بیوانفورماتیک از طریق زبان پایتون است. اهداف ویژه بایوپایتون در زیر ذکر شده است –

• دسترسی استاندارد به منابع بیوانفورماتیک
• ماژول ها و اسکریپت های قابل استفاده مجدد با کیفیت بالا.
• دستکاری سریع آرایه که می تواند در کد خوشه، PDB ،NaiveBayes و مدل مارکوف استفاده شود.
• تجزیه و تحلیل داده های ژنومی.

مزایا برنامه نویسی بایوپایتون

بایوپایتون به کد بسیار کمتری نیاز دارد و دارای مزایای زیر است:

• نوع داده ریزآرایه مورد استفاده در خوشه بندی را فراهم می کند.
• فایل های نوع Tree-View را می خواند و می نویسد.
• پشتیبانی از داده های مورد استفاده برای تجزیه، نمایش و تجزیه و تحلیل PDB.
• از journal data مورد استفاده در برنامه های Medline پشتیبانی می کند.
• از پایگاه داده BioSQL پشتیبانی می کند، که به طور گسترده از پایگاه داده استاندارد در میان تمام پروژه های بیوانفورماتیک استفاده می شود.
• با ارائه ماژول هایی برای تجزیه یک فایل بیوانفورماتیک در یک شی record با قالب خاص یا یک کلاس عمومی از توالی به علاوه ویژگی ها، از توسعه تجزیه کننده پشتیبانی می کند.
• مستندات را براساس سبک کتاب آشپزی پاک کنید.

مثال از مطالعه موردی

بیایید برخی موارد استفاده (ژنتیک جمعیت، ساختار RNA و غیره) را بررسی کنیم و سعی کنیم بفهمیم بایوپایتون چه نقش مهمی در این زمینه دارد:

ژنتیک جمعیت

ژنتیک جمعیت، مطالعه تنوع ژنتیکی در یک جمعیت است و شامل بررسی و مدل سازی تغییرات فرکانس های ژن ها و آلل ها در جمعیت ها در طول فضا و زمان است.

بایوپایتون ماژول Bio.PopGen را برای ژنتیک جمعیت فراهم می کند. این ماژول شامل تمام عملکردهای لازم برای جمع آوری اطلاعات در مورد ژنتیک کلاسیک جمعیت است.

ساختار RNA

سه ماکرومولکول بیولوژیکی مهم که برای زندگی ما ضروری هستند DNA ،RNA و پروتئین هستند. پروتئین ها مانند اسب بارکش برای سلول هستند و به عنوان آنزیم ها نقش مهمی دارند. DNA (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) به عنوان “طرح اصلی” سلول در نظر گرفته می شود. این اطلاعات کلیه اطلاعات ژنتیکی مورد نیاز برای رشد، جذب مواد مغذی و تکثیر سلول را به همراه دارد. RNA (اسید ریبونوکلئیک) به عنوان “فتوکپی DNA” در سلول عمل می کند.

بایوپایتون اشیا  Bio.Sequence را ارائه می دهد که نشان دهنده نوکلئوتیدها، بلوک های سازنده DNA و RNA است.

منبع.

لیست جلسات قبل آموزش برنامه نویسی بایوپایتون

1. آموزش برنامه نویسی بایوپایتون (Biopython)