Bioinformaatika maailmas on DNA, RNA ja valkude järjestuste analüüsimine ja võrdlemine hädavajalik ülesanne. Jadade joondamine on selle oluline osa ja selles artiklis käsitleme seda, kuidas FASTA-faile BioPythoni abil joondada. BioPython on avatud lähtekoodiga raamatukogu, mis pakub tööriistu arvutusbioloogia ja bioinformaatika jaoks. See võimaldab hõlpsalt käsitseda jadaandmeid ja pakub erinevat tüüpi järjestuste joondusi. Käime protsessi samm-sammult läbi, alustades vajalike teekide importimisest, FASTA-failide lugemisest ja lõpuks joonduste tegemisest.
Teekide importimine ja FASTA-failide lugemine
Esmalt impordime BioPythonis järjestusandmetega töötamiseks vajalikud teegid. Meil läheb vaja SeqIO moodul FASTA failide lugemiseks ja PairwiseAligner moodul järjestuste joondamiseks.
from Bio import SeqIO from Bio.Align import PairwiseAligner
Nüüd, kui meil on vajalikud teegid imporditud, saame jätkata meie jadaandmeid sisaldavate FASTA-failide lugemisega. Selles näites eeldame, et teil on kaks FASTA-faili, järjestus1.fasta ja järjestus2.fastaja soovite need joondada.
sequence1 = SeqIO.read("sequence1.fasta", "fasta")
sequence2 = SeqIO.read("sequence2.fasta", "fasta")
Ülaltoodud kood loeb FASTA-faile ja salvestab jadad muutujates "sequence1" ja "sequence2" SeqRecord objektidena.
Järjestuste joonduste sooritamine
Kui oleme oma jadad importinud, on aeg joondamine läbi viia. BioPythoni teek pakub erinevaid joondusalgoritme, kuid selles näites kasutame PairwiseAligner klass paariliseks joondamiseks.
aligner = PairwiseAligner() alignment = aligner(sequence1.seq, sequence2.seq)
Ülaltoodud kood initsialiseerib PairwiseAligner klassi eksemplari ja joondab muutujatesse "sequence1" ja "sequence2" salvestatud jadad. Saadud joondusobjekt sisaldab joondatud järjestusi ja nende joondusskoore.
Joondustulemuste visualiseerimiseks saate joondusi läbi vaadata ja printida vormindatud jadad koos nende skooridega.
for i, a in enumerate(alignment):
print("Alignment", i + 1, " score:", a.score)
print(a)
See koodilõik itereerib läbi kõik joondused objektis "joondus", printides joondusnumbri, joondusskoori ja joondatud jadad.
Mitme järjestuse joondusega töötamine
Mõnel juhul võite soovida joondada korraga rohkem kui kaks järjestust, mida tuntakse ka mitme järjestuse joondamisena (MSA). BioPython pakub moodulit nimega AlignIO mitme järjestuse joondusega töötamiseks. Saate integreerida AlignIO meie eelmisesse näitesse, importides selle ja tehes järgmised toimingud:
1. Lugege ja salvestage loendisse mitu järjestust.
2. Kasutage MultipleSeqAlignment klassi MSA objekti loomiseks.
3. Viige joondus läbi sobiva algoritmi, nt Clustal Omega or MUSCLE.
Järgmine on näide selle kohta, kuidas saate kasutada AlignIO moodul mitme järjestuse joondamiseks:
from Bio import AlignIO
from Bio.Align.Applications import ClustalOmegaCommandline
sequence_list = [SeqIO.read("sequence1.fasta", "fasta"), SeqIO.read("sequence2.fasta", "fasta")]
clustalo_cline = ClustalOmegaCommandline(infile="my_sequences.fasta", outfile="aligned_sequences.aln", force=True)
clustalo_cline()
MSA = AlignIO.read("aligned_sequences.aln", "clustal")
print(MSA)
Järgides selles artiklis kirjeldatud samme, saate järjestusi BioPythoni teeki kasutades edukalt joondada. BioPythoni teek pakub paindlikke ja võimsaid tööriistu järjestusandmetega töötamiseks, alates paarilisest joondamisest kuni mitme järjestuse joondamiseni, võimaldades laias valikus rakendusi bioinformaatikas ja arvutusbioloogias.
