Nkeji 3 / 11

Nyocha usoro na bioinformatics: DNA, RNA na protein

Uru:

  • Ikike ibipụta koodu nke ọrụ nyocha usoro usoro dị ka ịgụ FASTA, ntụgharị, nhazi na BLAST wee kọwaa nsonaazụ ya.
  • Ikike ịzere nkwubi okwu na-ezighi ezi site n'ịkọwa echiche nke ọma dịka e-uru, ọnụego mkpuchi na etiti ọgụgụ.
  • Ikike ịghọta mkpa ọ dị ịkwado nkwupụta ọrụ nke usoro na ọdụ data gọọmentị (NCBI, UniProt, Ensembl).

Ihe kacha mkpa data nke bayoloji bụ usoro: usoro DNA nke nwere mkpụrụedemede A, T, G, C; A, U, G, C usoro nke RNA; yinye nke 20 amino acid leta nke protein. Anyị na-aghọta ihe mkpụrụ ndụ ihe nketa bụ, ka ụdị abụọ nwere njikọ, yana mmekọrịta dị n'etiti mgbanwe (mgbanwe n'usoro) na ọrịa site na usoro ndị a. N'ime nkeji a, anyị ga-amụta iji ọgụgụ isi artificial dị ka koodu na onye inyeaka nkọwa maka nyocha usoro: ịgụ faịlụ FASTA, nsụgharị ntụgharị, nhazi (nhazi: iji usoro abụọ atụnyere akwụkwọ ozi na ịhụ myirịta ha), na ngwaọrụ nghọta dị ka BLAST.

Mkparịta ụka dị egwu site na mmalite: AI "amaghị" ọrụ n'ezie nke usoro; Naanị ọdụ data gọọmentị (NCBI, UniProt, Ensembl) na ihe akaebe pụtara ìhè na-ekwu nke a.

Echiche na ngwaọrụ ndị bụ isi

  • FASTA: Ụdị ederede na-echekwa eriri; Usoro ọ bụla nwere ahịrị nkụnye eji isi mee malite na> yana ahịrị ndị dị n'okpuru ya.
  • BLAST (Ngwaọrụ Nchọ Nhazi Nhazi Mpaghara): Ngwa na-atụnyere usoro ị nwere na nde nde usoro na nnukwu nchekwa data wee chọta nke kachasị yie. "Gịnị ka usoro isiokwu a dị?" azịza ọkọlọtọ maka ajụjụ a.
  • Nhazi: Ịhazi nhazi abụọ ma ọ bụ karịa ka etinyere mpaghara ndị yiri ya otu n'okpuru nke ọzọ. Ọ nwere ike ịbụ ụzọ abụọ ma ọ bụ ọtụtụ usoro nhazi (MSA).
  • Ntụgharị asụsụ: Ịtụgharị usoro ntinye DNA/RNA ka ọ bụrụ usoro amino acid site na otu mkpụrụedemede atọ (codons).
  • Motif: Ụdị dị nkenke na-emegharị ugboro ugboro n'usoro nke nwere ihe ọ pụtara (dịka ọmụmaatụ, saịtị njikọ).
Ndụmọdụ: Ị nweghị ike ịgwa AI ka ọ "BLAST usoro ahụ"; Ụdị enweghị ike ịnweta nchekwa data BLAST. Mana "Olee otu m ga-esi akọwa nsonaazụ BLAST m, kedu ihe e-uru (E-uru) pụtara?" Ị nwere ike ịjụ, na ọbụna dee koodu na-akpọ BLAST na mmemme na Biopython.

Nzọụkwụ site na nzọụkwụ: nyochaa njirimara nke nhazi

  1. Nweta usoro: chekwaa ka faịlụ dị ka FASTA.
  2. Nyocha bụ isi: Ogologo, ọdịnaya mkpụrụedemede (ọ bụ naanị A/T/G/C ma ọ bụ na-amaghị "N"), GC ruru (pasent guanine-cytosine: dịgasị iche site na ụdị na mpaghara).
  3. BLAST: Chọọ na interface weebụ NCBI ma ọ bụ na mmemme.
  4. Ikwu: Lelee e-uru nke egwuregwu kacha mma (nke dị ntakịrị, ọ ga-abụ na ọ bụ ihe ndabara) na mkpuchi ajụjụ.
  5. Nkwenye: Mepee gene/protein dabara na UniProt ma ọ bụ NCBI wee chọpụta na ọ dabara n'ezie ọrụ ị na-achọ.

AI na-enyere gị aka koodu na nzọụkwụ 2 ma kwuo okwu na nzọụkwụ 4; ma ezigbo data na nzọụkwụ 3 na 5 na-enye site na ngwaọrụ onwe ha na gị.

Ndebiri ozugbo enwere ike iṅomi

Ọrụ: Ị bụ onye inyeaka bioinformatics. Ọrụ: Gụọ faịlụ FASTA (sequences.fasta) na Biopython. Achọrọ m: dee aha, ogologo na oke GC maka usoro nke ọ bụla n'ime tebụl; Chekwaa nsonaazụ dị ka CSV. Nye koodu Python na-arụ ọrụ yana nkọwa.

Tụgharịa asụsụ usoro DNA m nwere ka ọ bụrụ usoro protein. Jiri Biopython Seq.translate; gosi nkwụsị codon (*); gosi etiti ọgụgụ. Nye koodu, kọwaa. Usoro: [FASTA]

Tụgharịa asụsụ BLAST m. N'okpuru bụ uru-uru, pasent njirimara, na ọnụego mkpuchi nke egwuregwu 5 kacha elu. Kọwaara m nke egwuregwu a pụrụ ịdabere na ya na ihe kpatara ya, emela nkwupụta ọrụ kpọmkwem, gwa m usoro m kwesịrị iji nyochaa. Tebụl: [data]

Hazie usoro protein abụọ n'otu ụzọ wee chọta myirịta pasentị. Jiri Biopython pairwise2 ma ọ bụ Bio.Align; bipụta nhazi ahụ nke ọma. Nye koodu ma kọwaa atụmatụ akara.

Ngwa ngwa adịghị ike / Ike siri ike

Adịghị ike: "Olee mkpụrụ ndụ ihe nketa bụ usoro a?"

Ike: "Enwere m usoro DNA mmadụ nke 1,140 isi ụzọ abụọ (FASTA n'okpuru). M gbawara usoro a n'onwe m; egwuregwu kacha mma bụ TP53, e-uru 0.0, njirimara 99.8%, mkpuchi 100% Kọwaa ihe kpatara nsonaazụ a ji bụrụ ihe akaebe siri ike; Otú ọ dị, gwa m nke 2 nkwenye m kwesịrị ime tupu ọrụ ya. "

Ọdịiche: Na ngwa ngwa siri ike, a na-enye data n'ezie (ogologo, nsonaazụ BLAST) na ihe nlereanya ahụ; Ị na-arịọ ihe nlereanya ahụ ka ọ kọwaa ihe akaebe ị nyere, ọ bụghị ka ọ "cheta" ya. A na-amanye ya ime ihe nlereanya na ngwa ngwa adịghị ike.

Obere ikpe atọ

Ikpe 1 - Ọgụgụ ọgụgụ na-ezighi ezi: Nwa akwụkwọ tụgharịrị usoro DNA n'ime protein, mana site na mmalite, na-achọtaghị codon mmalite ziri ezi (ATG). Ihe si na ya pụta bụ ihe na-enweghị isi, protein na-akwụsị n'oge. Mgbe ihe nlereanya ahụ nwara okpokolo agba agụmagụ atọ ahụ wee dee koodu nke chọtara etiti ọgụgụ emeghe kacha ogologo (ORF) malite na ATG, protein amino acid 380 ziri ezi pụtara.

Ikpe 2 - E-uru ụgha: Onye ọrụ nka kọrọ egwuregwu BLAST nwere e-uru nke 2.0 dị ka "hụrụ". Ebe, e-uru karịa 1 na-egosi na egwuregwu ahụ yikarịrị ka ọ bụ ihe ndaba. Ihe nlereanya ahụ kọwara nke a ma chetara na e <1e-5 na-ejikarị eme ihe dị ka ebe a pụrụ ịdabere na ya.

Ikpe 3 - Mmetọ: MKWAKWU nke usoro nje bacteria na ụlọ nyocha tụgharịrị DNA mmadụ dịka egwuregwu kacha mma. Nke a bụ ihe ịrịba ama nke mmetọ ihe atụ. AI kpalitere enyo ziri ezi site n'ikwu na "ụdị egwuregwu a na-atụghị anya ya nwere ike igosi mmetọ"; Onye ọrụ nka kwughachiri ihe atụ ahụ.

Ntụnyere: ọrụ nke ọgụgụ isi

Achọ

ọgụgụ isi

Ngwá ọrụ/database

mmadu

FASTA na-agụ, GC/ogologo

na-ede koodu

-

Na-achịkwa mmepụta

Ntụgharị asụsụ, nchọpụta ORF

na-ede koodu

Biopython na-arụ ọrụ

Na-akwado etiti ahụ

array id

Okwu

BLAST/NCBI na-achọta

na-akwado

Nkwupụta ọrụ

na-enye aro

UniProt na-enye ihe akaebe

na-ekpebi

Mmejọ ndị nkịtị

  • Na-arịọ ihe nlereanya ka ọ "cheta" eriri ID: Ụdị anaghị eburu eriri ahụ n'isi; Jiri BLAST.
  • E-uru aghọtahie ụzọ: Obere dị mma, nnukwu adịghị njọ; Cheta ọnụ ụzọ.
  • Ọ bụghị ịlele etiti ọgụgụ: Igwe na-ezighi ezi na-emepụta protein na-enweghị isi.
  • Ileghara mkpuchi anya: njirimara dị elu mana mkpuchi dị ala pụtara egwuregwu egwuregwu.
  • Mmetọ na-efu efu: nha ụdị a na-atụghị anya ya bụ ịdọ aka ná ntị siri ike.
Akpachara anya: Naanị n'ihi na usoro bụ "99% yiri TP53" anaghị egosi na usoro ahụ na-arụ ọrụ TP53; Ọ bụ nkwupụta siri ike. A ghaghị ịkwado ọrụ ahụ site na ihe akaebe pụtara ìhè na nkọwa nchekwa data. O zughị ezu maka AI ikwu naanị "nke a bụ ihe mgbochi tumor."

Ọtụtụ usoro nhazi na ndabere nke phylogeny

Ịhazi ọtụtụ usoro ọnụ karịa naanị abụọ ka a na-akpọ multiple sequence alignment (MSA) na bụ ihe ndabere nke ọtụtụ nyocha: ịchọta mpaghara echekwara (akụkụ ndị nọgidere na-agbanwe agbanwe na evolushọn na ya mere na-arụ ọrụ dị mkpa), na-ewu osisi phylogenetic, na-achọpụta ezinụlọ protein. Ngwa dị ka MAFFT, MUSCLE na Clustal na-arụ ọrụ a. AI na-ede koodu nke na-akpọ ngwaọrụ ndị a sitere na Python (site na Biopython, dịka ọmụmaatụ) ma nyere gị aka ịkọwapụta mmepụta; ma nhazi n'onwe ya na-eme ka ngwá ọrụ ahụ, ọ bụghị ihe nlereanya "site na rote".

Mgbe ị na-akọwa MSA, ṅaa ntị na kọlụm echekwara: amino acid nke na-anọgide n'otu n'ime usoro niile dị oke mkpa maka ọrụ nke protein (dịka, saịtị na-arụ ọrụ nke enzyme). Nke a na-enye nkọwa siri ike maka ihe kpatara ngbanwe nwere ike ịdị njọ. Ma "echekwabara = ịrịba ama" bụ echiche; chọrọ nyocha nnwale.

Gụọ faịlụ m na-ahazi ọtụtụ (aligned.fasta), nke bụ mmepụta MAFFT, yana Biopython. Gbakọọ ọnụego njide maka kọlụm ọ bụla; Depụta ihe karịrị 90% echekwabara. Kọwaa ihe kpatara ọnọdụ ndị a nwere ike isi dị mkpa na-arụ ọrụ, echela ọrụ doro anya.

Mgbanwe na ọnyà nkọwa dị iche iche

Mgbe ị na-ahụ mgbanwe mkpụrụedemede (variant) na eriri, ọ na-awụli elu ịsị na ọ "na-emerụ ahụ". Ọtụtụ variants na-anọpụ iche (adịghị arụ ọrụ). Mgbe ị na-akọwa mmetụta nke ụdị dị iche iche, mmadụ kwesịrị ileba anya na ọdụ data dị iche iche (dị ka ClinVar) na data ọnụọgụ ọnụọgụgụ (dị ka gnomAD), ọ bụghị okwu AI. Ọ bụrụ na ihe nlereanya ahụ na-ekwu na ụdị dị iche iche bụ “pathogenic,” deela nke a n'ime nkwubi okwu ụlọ ọgwụ ma ọ bụ nyocha na-ejighi isi mmalite ndị a kwado ya.

Ebe nchekwa data ndabere maka nkwenye

Ịmara isi mmalite gọọmentị iji kwado nkwupụta ọ bụla na nyocha usoro bụ ọta kachasị ike megide aghụghọ nke ọgụgụ isi. Ọtụtụ mgbe:

nchekwa data

maka gini

Nkwenye a na-ahụkarị

NCBI GenBank/RefSeq

Usoro DNA/RNA, ndekọ mkpụrụ ndụ ihe nketa

NJ eriri, ogologo

UniProt

Usoro na ọrụ protein

Ọrụ, ọnụ ọgụgụ nke amino asịd

kpọkọta

Nkọwa genome, ebe mkpụrụ ndụ ihe nketa

Gene-chromosome nkewa

ClinVar

Clinical mkpa nke variants

Pathogenic/nọpụ iche mkpebi

gnomAD

Ugboro dị iche iche na ọnụọgụgụ

obere/ụdị nkịtị

AI nwere ike ikwu nke n'ime ntọala ndị a ị kwesịrị ile anya; Mana ị na-ajụ ajụjụ wee gụọ nsonaazụ. "Ihe nlereanya ahụ kwuru na nke a bụ ihe UniProt kwuru" abụghị nkwenye; Nkwenye na-emepe ibe UniProt n'onwe gị.

Na nchịkọta

Nyocha usoro bụ obi bioinformatics; FASTA, BLAST, nhazi na ntụgharị bụ isi ọrụ. AI na-ede koodu maka ọrụ ndị a ma nyere gị aka ịkọwa nsonaazụ ha, mana ngwaọrụ (BLAST) na ọdụ data (NCBI, UniProt) na-enye njirimara usoro n'ezie. Ịghọta echiche ziri ezi dị ka e-uru, mkpuchi, na usoro ọgụgụ bụ isi ihe iji zere nkwubi okwu na-ezighi ezi. Nkwuputa ọrụ na-achọ mgbe niile akaebe nọọrọ onwe ya.

Ọrụ ngwa

Were usoro nlele DNA (ma ọ bụ mkpụrụ ndụ ihe nketa ị budatara na NCBI). Mee ka AI gbakọọ ogologo na ogo GC na Biopython, wee tụgharịa ya n'okirikiri ịgụ akwụkwọ atọ yana koodu mbipụta nke chọtara ORF kachasị ogologo. Gbaa nsonaazụ ya. Wee chọọ usoro a n'onwe gị na NCBI BLAST wee mee ka ihe atụ kọwaa uru e-uru na ọnụego mkpuchi nke egwuregwu kacha mma. Kwenye nzọrọ na-arụ ọrụ ihe nlereanya na UniProt.

ndetu

  • [] Anlere m ogologo na ọdịnaya mkpụrụedemede tupu ịhazi eriri ahụ.
  • [ ] Eji m usoro ọgụgụ ziri ezi na ntụgharị asụsụ.
  • [] M na-agba ọsọ BLAST n'onwe m, echetaraghị m ihe nlereanya ahụ.
  • [] Akọwara m uru e-uru na oke mkpuchi nke ọma.
  • [] M enyochala ụdị egwuregwu a na-atụghị anya ya maka mmetọ.
  • [] Eji m data data gọọmentị kwado ọrụ a.