Girdeji:
- Emeli intellektde biologiki maglumatlary okaýan we arassalaýan kody ýazmak we Pandas, NumPy we Biopython bilen işlemek arkaly kesgitleýji netijä ynanmak ukyby
- Netijäniň belli bolmadyk kiçijik ýagdaýy we tassyklama synagy bilen kody synap, 'ýalňyş kody ýalňyşsyz işlemek' töwekgelçiliginden gaça durmak.
- Wersiýany gysmak, tötänleýin ekiş we maglumatlary çig mal bilen saklamak endikleri bilen gaýtalanýan derňewi gurmak ukyby
Häzirki zaman biologiýanyň dili barha Python bolýar. Laboratoriýa depderçesinde el bilen işlemek indi sekuntda on müňlerçe setir tablisany gaýtadan işlemegiň setirlerine öwrülýär. Bu bölümde, biologiki maglumatlaryňyzy okaýan, arassalaýan we jemleýän Python koduny çap edýän bilelikde programmaçy hökmünde AI ulanmagy öwreneris. Esasy zat, emeli intellektiň koduny ýazmak, ony özüňiz işletmek we netijäni barlamak; Munuň sebäbi, modeliň dilden aýdylmagyna däl-de, koduň kesgitleýji (her işde şol bir netijäni berýän) çykyşyna esaslanýar.
Bu bölümde nädip kodlamalydygyny bilmegiň zerurlygy ýok; Niýeti dogry aýtmagy we çykyşy üpjün etmegi öwrenersiňiz.
Näme üçin Python we haýsy kitaphanalar?
Biologiýada iň köp ulanylýan Python kitaphanalary (kitaphana: taýýar funksiýalar bukjasy):
- pandalar: Tablisa maglumatlary (CSV, Excel) okamak we hatar sütün amallaryny ýerine ýetirmek. Gen aňlatma tablisasyny süzmek, toparlamak, birleşdirmek üçin esasy gural.
- NumPy: San massiwleri we matrisa amallary üçin; Pandalaryň aşagynda işleýär.
- Biopiton: DNK / RNA / belok yzygiderliligi bilen işlemek üçin FASTA faýllaryny okamak, terjime etmek (DNK-ny beloga öwürmek).
- matplotlib / deňiz kenary: Meýilnama düzmek üçin.
- SciPy / statsmodels: Statistika synaglary üçin.
Emeli intellekt bu kitaphanalary gaty gowy bilýär. Siziň işiňiz, haýsy kitaphana bilen näme etjekdigiňizi aýdyň görkezmek we döredilen kody işletmek we barlamak.
Maslahat: Model käwagt kitaphananyň funksiýasyny "düzüp" (galýusinasiýa) edip biler. Kod ýalňyşlyk berse, howsala düşmäň; ýalňyşlygy adatça düzedişi ýaly modele yzyna goýmak. Eger henizem işlemeýän bolsa, resmi resminamalary barlaň.
Stepdimme-ädim: sanamak tablisasyny arassalamak
Counts.csv bar diýeliň: hatarlar genler, sütünler nusgalar, öýjükler çig okalýan sanlar. Adaty ilkinji ädimler:
- Adingüklemek: Panda bilen tablisany okaň.
- Tapyndy: Ululygyny barlaň (näçe gen, näçe nusga), ýiten bahalar, gen atlaryny köpeltmek.
- Süzmek: Haýsydyr bir nusgada okalmaýan genleri taşlaň (jemi 0); Bular ses.
- Jemleme: Her nusga üçin okalýanlaryň umumy sanyny hasaplaň (kitaphananyň ululygy); Örän pes bolan nusga şowsuz bolup biler.
Bu iş prosesini emeli intellektlere aşakdaky ýaly berip bilersiňiz:
Rol: Siz bioinformatika bilen meşgullanýan Python kömekçisi. Wezipe: pandalar bilen counts.csv faýlyny okaň. Maglumatlar: hatarlar gen (indeks = gen_id), sütünler 24 nusga, bahalar bitewi çig san. Men isleýärin: (1) ululygyny çap etmek, (2) hiç haçan okalmadyk genleri taşlamak, (3) ştrih grafasyndaky her nusga üçin umumy okalanlary görkezmek. Her setire gysga türk teswirleri goşuň. Diňe iş kody beriň.
Model kody döredýär; işledýärsiň. Çykyşda 24 sütün we ýeterlik mukdarda gen (meselem, 15,000-25,000) görseňiz, ýolda bolarsyňyz. Bir nusgada beýlekiler ýaly ondan bir köp okalýan bolsa, şol nusgany ýazyň.
üç sany kiçi halat
1-nji hadysa - valueitirilen baha duzagy: Bir okuwçy 30 sany metabolomika tablisasynda ortaça hasaplandy; Netije manysyz. Mesele: ýiten öýjükler NaN (san däl) ýerine "ND" teksti bilen dolduryldy, şonuň üçin sütün tekst hökmünde okaldy. Emeli intellektiň "ND bahalaryny NaN ediň we sütüni sanlara öwüriň" diýlende düzedildi. Sapak: ilki bilen çig maglumatlary öwreniň.
2-nji hadysa - Birleşmek ýalňyşlygy: Gözlegçi iki tablisany birleşdirdi (aňlatma we gen düşündiriş), ýöne 2000 gen ýitdi. Sebäp: bir tablisada şahsyýetnamalar "ENSG00000141510", beýlekisinde "ENSG00000141510.14" (wersiýa belgisi bilen). Model, wersiýa belgisini arassalaýan ýekeje setir kod ýazdy; Lossitgi 40 gen azaldyldy. Sapak: ID formatlaryny birleşdirmezden ozal deňleşdiriň.
3-nji hadysa - Maglumatlaryň sessiz ýitmegi: Tehniki süzgüçden soň genleriň sanynyň 22,000-den 8000-e çenli azalandygyny duýmady; bosagasy nädogry kesgitlenildi (> her nusgada 10 okalmagyň ýerine jemi 10). Belli bir gen (öý hyzmaty geni: her öýjükde yzygiderli beýan edilýän GAPDH ýaly genler) ahyrsoňy ýitdi. Sapak: süzgüçden soňky "hökman" bolmalydygyny barlaň.
Belli ýagdaý bilen synag (iň möhüm endik)
Emeli intellekt tarapyndan ýazylan koduň takyklygyna ynanmagyň iň ygtybarly usuly, netijesini öňünden bilýän kiçijik nusga bilen synagdan geçirmekdir. Mysal üçin, 5 hatar köp sanly stol beriň; jemi el bilen hasaplamak; Kodyň şol bir netije berýändigini ýa-da ýokdugyny görüň.
Wroteazan süzgüç koduňyza synag goşuň: 5 genden, 3 nusgadan ybarat kiçijik DataFrame dörediň, bilkastlaýyn 2 geni nola goýuň, süzgüçiň bu 2 geniň takykdygyny tassyklaň. Synagy ýerine ýetirip bilersiňiz.
kod garaşylýan özüni alyp barşdan sowulsa, duýduryş berer. Bu, "sessiz ýalan netijä gelmek" töwekgelçiliginden iň güýçli galkandyr.
Gowşak haýyş / Güýçli haýyş
Gowşak: "Diagrammany arassala."
Güýçli: "counts.csv: hatar gen (gen_id indeks), 24 sütün nusgasy, çig bitewi baha berýär. Aşakdakylary ýerine ýetiriň: ýok bolan bahalary habar beriň, ähli nusgalarda 0-a deň bolan genleri taşlaň, her nusga üçin umumy okalýan maglumatlary çap ediň, süzgüçden öň / soň gen sanlaryny deňeşdiriň. Diňe iş beriň, teswir ýazyň Python kody."
Tapawut: Güýçli teklip maglumatlaryň gurluşyny, ädimlerini we tassyklama netijesini kesgitleýär (deňeşdirmezden ozal / soň). Model çaklamaly däl.
Deňeşdiriş diagrammasy: AI ýa-da gollanma?
geleşik
Emeli intellekt üçin çap et
özüňiz barlaň
CSV okamak, format öwürmek
Hawa
Ululygyny we görnüşlerini barlaň
Süzmek, toparlaşdyrmak
Hawa
Öň / soň hasaplaň
Statistika synagy
Hawa (kod)
Çaklamalary tassyklaň we synagdan geçiriň
"Näçe setir galdy?"
Nook (kod sanasyn)
Çykyşy oka
Netijäniň biologiki manysy
bölekleýin
Hünärmeniň düşündirişleri talap edilýär
Adaty ýalňyşlyklar
- Modeliň öndürýän sanyna bil baglap: “Ortaça aňlatma näme?” Soragy model däl-de, koda beriň.
- Maglumatlaryň görnüşlerini barlamazlyk: Tekst ýaly okalýan sanlaryň sütünleri nädogry netijeleri gaýtaryp berýär.
- Süzgüçden soňky barlama: Garaşylýan geniň henizem bardygyny barlaň.
- Tötänleýin tohumy ýatdan çykarmak: Tohum tötänleýin amallary öz içine alýan kodda kesgitlenmedik bolsa, netije her gezek üýtgeýär; gaýtalanmagy bozulýar.
- Kody okamazdan işletmek: Iň bolmanda teswirleri okaň we logika eýeriň.
Üns beriň: Kodyň işlemegi diňe koduň dogrydygyny aňlatmaýar. "Rorsalňyşlyksyz işleýän nädogry kod" biologiýadaky iň howply ýagdaý; sebäbi nädogry netije sessiz öndürilýär. Belli bir ýagdaý bilen synag etmek bu töwekgelçiligi ýok edýär.
Köpeltmek: koduň ylmy gymmaty
Biologiýada netijäniň ylmy gymmaty beýlekileriň (we geljekki özüňiziň) köpeltmek ukybyna baglydyr. El bilen tablisanyň amallary ýazylmaýar; Haýsy öýjügiň üýtgeýändigini we nädip üýtgeýändigini hiç kim bilenok. Kod her ädimde resminama berýär. Şonuň üçin emeli intellekt bilen öndürýän derňewiňizi bir gezeklik guty hökmünde däl-de, saklanylýan we umumy ýazgy hökmünde pikir ediň.
Gaýtalanýan derňew üçin üç endik möhümdir. Birinjisi wersiýany berkitmek: haýsy kitaphananyň wersiýasyny ulanýandygyňyza üns beriň (meselem, pandalar 2.2); Dürli wersiýa dürli netijeleri berip biler. Ikinjisi, tötänleýin tohum: tohumy tötänleýin amallary öz içine alýan her kodda düzüň, netijede her işde netije birmeňzeş bolar. Üçünjiden, hiç haçan çig maglumatlary üýtgetmäň: asyl faýla degmäň, yzyna öwrülmegi üçin kodda ähli üýtgeşmeleri ediň.
Wroteazan derňew koduňyzyň başynda ulanylýan kitaphanalaryň wersiýalaryny çap edýän setirleri goşuň, tötänleýin amal bar bolsa, sanp.random.seed (42) bilen tohumy düzediň. Çig CSV-ni asla üýtgetmäň, ähli çykyşlary aýratyn faýlda saklaň.
Jupyter depderçesi: derňewiň we kyssanyň utgaşmasy
Bioinformatika ulgamynda iň köp ulanylýan gurşaw Jupyter depderçesidir (depder: şol bir resminamada kod, çykyş we beýany birleşdirýän gural). AI-ni depder öýjüklerine görä kod döretmek, her ädim Markdown düşündirişi bilen bölmek bilen, siziň we kärdeşleriňiziň derňewi yzarlamagyny aňsatlaşdyrýar. Bu derňewi "gara guty" däl-de, okalýan laboratoriýa depderçesine öwürýär.
Biologiki faýl formatlaryny tanamak
Python bilen biologiki maglumatlary gaýtadan işleýän wagtyňyz, belli bir faýl formatlaryna yzygiderli duşarsyňyz. Model bir faýly dogry okamazdan ozal onuň haýsy formatdadygyny bilmelidir; Formaty nädogry alsaňyz, "ýalňyşsyz işleýän nädogry kod" duzagyna düşersiňiz. Iň ýaýranlary:
formaty
Mazmuny
laýyk ulag
CSV / TSV
Tablisa maglumatlary (aňlatma, ölçeg)
pandalar
FASTA (.fa / .fasta)
DNK / RNA / belok yzygiderliligi
biopiton
FASTQ (.fq)
Çig yzygiderlilik + hil
Biopiton, ýörite gurallar
VCF
Wariant (mutasiýa) sanawy
pandalar / pysam
GFF / GTF
Genomyň düşündirişi (gen pozisiýalary)
pandalar, gffutiller
Bir formaty tanamaýan bolsaňyz, ilki bilen birnäçe nusga setirlerini görkezip, modelini kesgitläň, soňra okalýan kody soraň:
Aşakdaky faýlyň ilkinji 5 setirini berýärin. Bu haýsy biofile formaty? Sütünleriň / meýdanlaryň manysyny düşündiriň, soňra Python-da bu faýly ygtybarly okaýan (format barlaglary) kod beriň. Ilkinji 5 setir: [ýelme]
Bu çemeleşme, ilki bilen forma kabul edilmeginden döreýän sessiz ýalňyşlyklaryň öňüni alýar.
Gysgaça
Python biologiki maglumatlary gaýtadan işlemegiň esasy dilidir; pandalar, NumPy we Biopython esasy gurallardyr. AI bu kody çalt ýazýar, ýöne ony işledýärsiňiz we tassyklaýarsyňyz. Iň möhüm endik, kody kiçijik bir nusga bilen barlamak, netijesini bilýän we garaşmagy tassyklamak bilen koda girizmekdir. Dildar çaklama däl-de, işleýän koduň kesgitleýji netijesine bil baglaň.
Programma meselesi
AI-de bar bolan CSV tablisasyny (ýa-da bir nusgasyny) okaýan kody çap ediň, ululygyny çap ediň we boş genleri süzüň. Soňra 5 setir maglumat bilen modelden tassyklama synagyny goşuň. Kody işlediň; Süzgüçden öň we soň genleriň sanyna üns beriň. Netijede öý hyzmaty geniniň (meselem, GAPDH / ACTB) bardygyny barlaň.
gözegçilik sanawy
- [] Maglumatlary gaýtadan işlemezden ozal ululygyny we görnüşlerini barladym.
- [] Missingitirilen gymmatlyklary aç-açan çözdüm.
- [] Süzgüçden öň / soň hatar sanyny deňeşdirdim.
- [] Belli bir şert bilen tassyklama synagyny goşdum.
- [] Hasaplamagy / hasaplamagy modele däl-de, koda goýdum.
- [] Kodyň düşündirişlerini okadym we logika eýerdim.