Кіріспе

Компьютерлік биология саласындағы ашық кодты Python бағдарламалық құралдарының жинағы.

Тарих

Biopython 1999 жылы жасала бастады және алғаш рет 2000 жылдың шілдесінде жарияланды. Ол басқа жобалар сияқты, біршама уақыт ішінде және олармен салыстырылатын мақсаттармен әзірленді, олар өз бағдарламалау тілдеріне биоинформатикалық мүмкіндіктерді қосты, мысалы BioPerl, BioRuby және BioJava. Жобаның алғашқы дамытушылары Джефф Чанг, Эндрю Далк және Брэд Чэпман болды, алайда 100-ден астам адам қазірге дейін үлес қосты. 2007 жылы ұқсас Python жобасы, атап айтқанда PyCogent құрылды. Biopython-ның бастапқы көлемі биологиялық тізбек файлдарына қол жеткізу, индекстеу және өңдеуді қамтыды. Бұл әлі де маңызды бағыт болғанымен, кейінгі жылдары қосылған модульдер оның мүмкіндіктерін биологияның басқа да салаларын қамтуға кеңейтті (негізгі мүмкіндіктер мен мысалдарды қараңыз). 1.77 нұсқасынан бастап Biopython енді Python 2-ні қолдамайды.

Филогения

Биологиялық. Phylo модулі филогенетикалық ағаштармен жұмыс істеу және оларды визуализациялауға арналған құралдарды ұсынады. Newick, NEXUS және phyloXML сияқты түрлі файл форматтарын оқу және жазу үшін қолдайды. Ағаш және Clade объектілері арқылы ағаштармен жиі кездесетін манипуляциялар мен аралаулар қолданылады. Мысалдарға ағаш файлдарын түрлендіру және біріктіру, ағаштан кіші жиынтықтарды бөліп алу, ағаш түбірін өзгерту және ұзындығы немесе бағасы сияқты тармақтардың ерекшеліктерін талдау кіреді. Түбірленген ағаштар ASCII форматында немесе matplotlib арқылы (1-суретті қараңыз) салынуы мүмкін, ал түбірленбеген макеттерді жасау үшін Graphviz кітапханасын пайдалануға болады (2-суретті қараңыз).

Геномдық диаграммалар

GenomeDiagram модулі Biopython ішіндегі тізбектерді визуализациялау әдістерін ұсынады. Тізбектерді сызықтық немесе шеңберлік түрде көрсетуге болады (3-суретті қараңыз), сондай-ақ PDF және PNG сияқты көптеген шығару форматтары қолдау көрсетіледі. Диаграммалар жолдар құру арқылы және содан кейін осы жолдарға тізбек ерекшеліктерін қосу арқылы жасалады. Тізбектің ерекшеліктері арқылы итерация жасап және олардың атрибуттарын пайдаланып, диаграмма жолдарына қосылуын және қалай көрсетілетінін анықтау арқылы, соңғы диаграмманың сыртқы түріне толық бақылау жасауға болады. Әртүрлі жолдар арасында байланыстарды салуға болады, бұл бір диаграммада бірнеше тізбекті салыстыруға мүмкіндік береді.

Макромолекулалық құрылымы

Биологиялық. PDB модулі PDB және mmCIF файлдардан молекулалық құрылымдарды жүктеуге мүмкіндік береді және 2003 жылы Biopython-ға қосылды. Бұл модульдің орталық бөлігі – Құрылым объектісі, ол макромолекулалық құрылымды иерархиялық түрде ұйымдастырады: Құрылым объектілері Модель объектілерін қамтиды, олар Тізбек объектілерін, олар Қалдық объектілерін, олар Атом объектілерін қамтиды. Белгісіз орналасқан қалдықтар мен атомдар өздерінің сыныптарына ие – Белгісіз Қалдық және Белгісіз Атом, олардың нақты емес орналасуын сипаттайды. Bio. PDB-ді пайдаланып, макромолекулалық құрылым файлының жеке компоненттерін, мысалы, ақуыздағы әрбір атомды қарау сияқты, қарастыруға болады. Кәдімгі талдаулар жүргізілуі мүмкін, мысалы, қашықтықтарды немесе бұрыштарды өлшеу, қалдықтарды салыстыру және қалдықтардың тереңдігін есептеу.

Халықтық генетика

Биологиялық. PopGen модулі Biopython-ды Genepop бағдарламалық пакеті үшін қолдайды, ол популяциялық генетиканың статистикалық талдауына арналған. Бұл Харди-Вайнберг тепе-теңдігін, байланыс тепе-теңдігін және популяцияның аллельдік жиіліктерінің басқа да ерекшеліктерін талдауға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, бұл модуль fastsimcoal2 бағдарламасын пайдаланып, коалесценттік теория негізінде популяциялық генетикалық модельдеу жүргізе алады.

Командалық желідегі құралдардың орамалары

Biopython-ның көптеген модульдері жиі қолданылатын құралдарға арналған командалық қабықшаларды қамтиды, бұл құралдарды Biopython ішінде пайдалануға мүмкіндік береді. Осы қабықшаларға BLAST, Clustal, PhyML, EMBOSS және SAMtools кіреді. Пайдаланушылар кез келген басқа командалық қабықша құралын қосу үшін жалпы wrapper класын мұраға ала алады.