Awọn anfani:
- Agbara lati tẹjade koodu ti awọn iṣẹ ṣiṣe itupalẹ ọkọọkan gẹgẹbi kika FASTA, itumọ, titete ati BLAST ati tumọ awọn abajade
- Agbara lati yago fun awọn ipinnu ti ko tọ nipa itumọ awọn imọran ti o tọ gẹgẹbi e-iye, oṣuwọn agbegbe ati fireemu kika
- Agbara lati loye iwulo ti ifẹsẹmulẹ ibeere iṣẹ ti ọkọọkan pẹlu awọn apoti isura infomesonu osise (NCBI, UniProt, Ensembl).
Awọn data ipilẹ julọ ti isedale ni ọkọọkan: ilana DNA ti o ni awọn lẹta A, T, G, C; A, U, G, C ti RNA; pq ti 20 amino acid awọn lẹta ti amuaradagba. A loye kini jiini jẹ, bawo ni awọn ẹya meji ṣe ni ibatan, ati ibatan laarin iyipada kan (iyipada ni ọkọọkan) ati arun nipasẹ awọn ilana wọnyi. Ninu ẹyọ yii, a yoo kọ ẹkọ lati lo oye itetisi atọwọda bi koodu ati oluranlọwọ itumọ fun itupalẹ lẹsẹsẹ: kika awọn faili FASTA, awọn ọna ṣiṣe itumọ, titọ (titọjọ: fifiwe lẹta lẹta lẹsẹsẹ meji nipasẹ lẹta ati rii awọn ibajọra wọn), ati awọn irinṣẹ oye bii BLAST.
Itọka pataki lati ibẹrẹ: AI ko “mọ” iṣẹ gangan ti ọkọọkan; Awọn apoti isura infomesonu osise nikan (NCBI, UniProt, Ensembl) ati ẹri ti o ni agbara sọ eyi.
Awọn imọran ipilẹ ati awọn irinṣẹ
- FASTA: Ọna kika ọrọ ti o tọju awọn okun; Eto kọọkan ni laini akọsori ti o bẹrẹ pẹlu> ati awọn laini subarray ni isalẹ rẹ.
- BLAST (Ọpa Ṣiṣawari Iṣatunṣe Ipilẹ Agbegbe): Ohun elo kan ti o ṣe afiwe lẹsẹsẹ ti o ni pẹlu awọn miliọnu awọn ilana ni ibi data data nla kan ati rii awọn ti o jọra julọ. "Kini jara yii dabi?" boṣewa idahun si ibeere.
- Iṣatunṣe: Ṣiṣeto awọn ọna meji tabi diẹ sii ki awọn agbegbe ti o jọra ni a gbe si ọkan labẹ ekeji. O le jẹ ọna meji tabi titete ọkọọkan (MSA).
- Itumọ: Yiyipada ọna ifaminsi DNA/RNA sinu ọna amino acid nipasẹ awọn ẹgbẹ lẹta mẹta (codons).
- Motif: Apẹrẹ loorekoore kukuru ni ọna ti o ni itumọ iṣẹ (fun apẹẹrẹ, aaye abuda).
Imọran: Iwọ ko le sọ fun AI lati “BLAST jara yẹn”; Awoṣe ko le wọle si aaye data BLAST. Ṣugbọn "Bawo ni MO ṣe tumọ abajade BLAST mi, kini iye e-iye (E-iye) tumọ si?" O le beere, ati paapaa kọ koodu ti o pe BLAST ni eto pẹlu Biopython.
Igbesẹ nipa igbese: ṣiṣewadii idanimọ ti opo kan
- Gba ọkọọkan: fipamọ si faili bi FASTA.
- Ayẹwo ipilẹ: Gigun, akoonu lẹta (Ṣe o kan A/T/G/C tabi “N” aimọ kan wa), ratio GC (ogorun ti guanine-cytosine: yatọ nipasẹ eya ati agbegbe).
- BLAST: Wa ni wiwo oju opo wẹẹbu NCBI tabi ni eto.
- Ọrọìwòye: Wo e-iye ti baramu to dara julọ (kere ti o jẹ, o kere julọ o jẹ lasan) ati agbegbe ibeere.
- Ìmúdájú: Ṣii jiini/amuaradagba ti o baamu ni UniProt tabi NCBI ati rii daju pe o baamu iṣẹ ti o n wa.
AI ṣe iranlọwọ fun ọ ni koodu ni igbese 2 ati asọye ni igbese 4; ṣugbọn data gidi ni awọn igbesẹ 3 ati 5 ti pese nipasẹ awọn irinṣẹ funrararẹ ati iwọ.
Awọn awoṣe kiakia idakọ
Ipa: Iwọ jẹ oluranlọwọ bioinformatics. Iṣẹ-ṣiṣe: Ka faili FASTA kan (sequences.fasta) pẹlu Biopython. Mo fẹ: kọ orukọ, ipari ati ipin GC fun ọkọọkan sinu tabili kan; fipamọ abajade bi CSV. Fun ṣiṣẹ koodu Python pẹlu awọn asọye.
Tumọ ọkọọkan DNA ti Mo ni si ọna ti amuaradagba kan. Lo Biopython Seq.translate; ifihan codon iduro (*); tọkasi kika fireemu. Fun koodu, ṣalaye.Tẹle: [FASTA]
Tumọ abajade BLAST mi. Ni isalẹ wa ni iye-iye, ipin idanimọ, ati oṣuwọn agbegbe ti awọn ere-kere 5 oke. Ṣe alaye fun mi kini ibaamu jẹ igbẹkẹle ati idi, maṣe ṣe awọn ẹtọ iṣẹ gangan, sọ fun mi awọn igbesẹ ti Mo nilo lati rii daju. Tabili: [data]
Ṣe afiwe awọn ilana amuaradagba meji ni ọna meji ki o wa ibajọra ogorun. Lo Biopython pairwise2 tabi Bio.Align; tẹjade titete ni kika. Fun koodu naa ki o ṣalaye ero igbelewọn.
Ailagbara kiakia / Alagbara kiakia
Alailagbara: "Ewo ni Jiini jẹ lẹsẹsẹ yii?"
Alagbara: "Mo ni ilana DNA eniyan ti awọn orisii ipilẹ 1,140 (FASTA ti o wa ni isalẹ). Mo BLASTed yi ọkọọkan funrarami; ibaamu ti o dara julọ ni TP53, e-iye 0.0, idanimọ 99.8%, agbegbe 100% Ṣe alaye idi ti abajade yii jẹ ẹri ti o lagbara; sibẹsibẹ, sọ fun mi kini awọn ijẹrisi 2 ti Mo nilo lati ṣe ṣaaju ki o to rii daju.”
Iyatọ: Ni kiakia ti o lagbara, data gangan (ipari, abajade BLAST) ti pese si awoṣe; O n beere lọwọ awoṣe lati tumọ ẹri ti o pese, kii ṣe lati “ranti” rẹ. O fi agbara mu lati ṣe apẹrẹ kan lori itọsi alailagbara.
mẹta mini igba
Ọran 1 - fireemu kika ti ko tọ: Ọmọ ile-iwe kan tumọ ọna DNA sinu amuaradagba, ṣugbọn lati ibẹrẹ, laisi wiwa codon ibẹrẹ ti o pe (ATG). Abajade jẹ asan, amuaradagba idaduro tete. Nigbati awoṣe ba gbiyanju gbogbo awọn fireemu kika mẹta ti o kọ koodu ti o rii fireemu kika kika to gunjulo (ORF) ti o bẹrẹ pẹlu ATG, amuaradagba 380 amino acid ti o tọ jade.
Ọran 2 - Irẹjẹ iye E-: Onimọ-ẹrọ kan royin ibaamu BLAST kan pẹlu iye e-2.0 bi “ti a rii”. Bi o ti jẹ pe, e-iye ti o tobi ju 1 tọkasi pe ibaamu naa ṣee ṣe ijamba. Awoṣe naa ṣe alaye eyi o si leti pe e <1e-5 ni gbogbogbo lo bi iloro ti o gbẹkẹle.
Ọran 3 - Idoti: BLAST kan ti ọkọọkan kokoro-arun kan ninu yàrá kan ti yi DNA eniyan pada bi ibaamu ti o dara julọ. Eyi jẹ ami ti ibajẹ ayẹwo. AI ṣe ifura ti o tọ nipa sisọ pe “iru airotẹlẹ ti baramu le jẹ itọkasi ti ibajẹ”; Onimọ-ẹrọ tun ṣe apẹẹrẹ naa.
Ifiwera: ipa ti itetisi atọwọda
Ibere
itetisi atọwọda
Irinṣẹ / database
eniyan
FASTA ka, GC / ipari
kọ koodu
-
Nṣakoso iṣelọpọ
Itumọ, wiwa ORF
kọ koodu
Nṣiṣẹ Biopython
Validates awọn fireemu
orun id
Comments
BLAST/NCBI wa
jẹrisi
Ipese iṣẹ
nfun awọn didaba
UniProt funni ni ẹri
pinnu
Awọn aṣiṣe ti o wọpọ
- Béèrè awoṣe lati "ranti" ID okun: Awoṣe naa ko ṣe akori awọn okun; Lo BLAST.
- Itumọ e-iye ti ko tọ: Kekere dara, nla ni buburu; Ranti ẹnu-ọna.
- Ko ṣayẹwo fireemu kika: fireemu ti ko tọ ṣe agbejade amuaradagba ọrọ isọkusọ.
- Aibikita agbegbe: Idanimọ giga ṣugbọn agbegbe kekere tumọ si ibaamu apakan.
- Ibati ti o padanu: Ibamu awọn eya airotẹlẹ jẹ ikilọ to ṣe pataki.
Išọra: Nitoripe ọna kan jẹ “99% iru si TP53” ko jẹri pe ọkọọkan n gbe iṣẹ TP53; O ti wa ni kan to lagbara ilewq. Iṣẹ naa gbọdọ ni atilẹyin nipasẹ ẹri ti o ni agbara ati awọn apejuwe data data. Ko ti to fun AI lati sọ nirọrun “Eyi jẹ ipanilara tumo.”
Titete ọkọọkan pupọ ati ipilẹ ti phylogeny
Ṣiṣeto awọn dosinni ti awọn ilana papọ ju meji lọ ni a pe ni isọdọtun lẹsẹsẹ pupọ (MSA) ati pe o jẹ ipilẹ ti ọpọlọpọ awọn itupalẹ: wiwa awọn agbegbe ti a fipamọ (awọn apakan ti ko yipada ninu itankalẹ ati nitorinaa iṣẹ ṣiṣe pataki), kikọ awọn igi phylogenetic, idamo awọn idile amuaradagba. Awọn irinṣẹ bii MAFFT, MUSCLE ati Clustal ṣe iṣẹ yii. AI kọ koodu ti o pe awọn irinṣẹ wọnyi lati Python (nipasẹ Biopython, fun apẹẹrẹ) ati iranlọwọ fun ọ lati ṣe itumọ iṣẹjade; ṣugbọn titete ara rẹ ṣe ọpa, kii ṣe awoṣe "nipasẹ rote".
Nigbati o ba n tumọ MSA kan, san ifojusi si awọn ọwọn ti a fipamọ: amino acid kan ti o wa bakanna ni gbogbo awọn ilana jẹ pataki julọ si iṣẹ amuaradagba (fun apẹẹrẹ, aaye ti nṣiṣe lọwọ ti enzymu). Eyi funni ni olobo to lagbara si idi ti iyipada le jẹ ipalara. Ṣugbọn "dabo = significant" ni a ilewq; nbeere esiperimenta ijerisi.
Ka faili titete ọpọ mi (aligned.fasta), eyiti o jẹ abajade MAFFT, pẹlu Biopython. Ṣe iṣiro oṣuwọn idaduro fun iwe kọọkan; Ṣe atokọ ju 90% awọn ipo aabo. Ṣe alaye idi ti awọn ipo wọnyi le jẹ pataki iṣẹ-ṣiṣe, maṣe beere iṣẹ pataki.
Iyipada ati pakute itumọ iyatọ
Nigbati o ba ri iyipada lẹta kan (iyatọ) ninu okun kan, o jẹ fifo nla lati sọ pe o jẹ "ipalara". Pupọ awọn iyatọ jẹ didoju (ko munadoko). Nigbati o ba tumọ ipa ti iyatọ kan, ọkan nilo lati wo awọn apoti isura infomesonu iyatọ iyasọtọ (bii ClinVar) ati data igbohunsafẹfẹ olugbe (bii gnomAD), kii ṣe ọrọ AI. Ti awoṣe ba sọ pe iyatọ jẹ “apatogeniki,” maṣe kọ eyi sinu ile-iwosan tabi ipari iwadii laisi ifẹsẹmulẹ pẹlu awọn orisun wọnyi.
Ipilẹ infomesonu fun ijerisi
Mọ awọn orisun osise lati jẹrisi gbogbo ẹtọ ni itupalẹ jara jẹ apata ti o lagbara julọ si awọn iṣelọpọ ti oye atọwọda. Ti a lo nigbagbogbo:
database
fun kini
Aṣoju ìmúdájú
NCBI GenBank / RefSeq
Awọn ilana DNA/RNA, awọn igbasilẹ apilẹṣẹ
ID okun, ipari
UniProt
Awọn ilana amuaradagba ati awọn iṣẹ ṣiṣe
Iṣẹ, nọmba ti amino acids
akojọpọ
Atọka genome, awọn ipo apilẹṣẹ
Jiini-chromosome aworan agbaye
ClinVar
Isẹgun pataki ti awọn iyatọ
Ipinnu pathogenic / neutral
gnomAD
Iyatọ igbohunsafẹfẹ ninu olugbe
toje / wọpọ iyatọ
AI le daba eyi ti awọn ipilẹ wọnyi ti o yẹ ki o wo; Ṣugbọn o ṣe ibeere ati pe o ka abajade. "Awoṣe naa sọ pe eyi ni ohun ti UniProt sọ" kii ṣe idaniloju; Ijẹrisi nsii oju-iwe UniProt funrararẹ.
Ni akojọpọ
Onínọmbà ọkọọkan jẹ ọkan ti bioinformatics; FASTA, BLAST, titete ati itumọ jẹ awọn iṣẹ ipilẹ. AI kọ koodu naa fun awọn iṣẹ ṣiṣe wọnyi ati iranlọwọ fun ọ lati tumọ awọn abajade wọn, ṣugbọn awọn irinṣẹ (BLAST) ati awọn apoti isura infomesonu (NCBI, UniProt) pese idanimọ ọkọọkan gangan. Agbọye awọn imọran deede gẹgẹbi iye e-iye, agbegbe, ati fireemu kika jẹ bọtini lati yago fun ipari ti ko tọ. Ipeere iṣẹ nigbagbogbo nilo ẹri ominira.
Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe
Mu ọkọọkan DNA kan fun apẹẹrẹ (tabi jiini ti o ṣe igbasilẹ lati NCBI). Jẹ ki AI ṣe iṣiro gigun ati ipin GC pẹlu Biopython, lẹhinna tumọ ni gbogbo awọn fireemu kika mẹta ati koodu titẹ ti o rii ORF ti o gunjulo. Ṣiṣe abajade. Lẹhinna wa ọkọọkan yii funrararẹ ni NCBI BLAST ati ki o jẹ ki awoṣe tumọ e-iye ati oṣuwọn agbegbe ti baramu to dara julọ. Jẹrisi ibeere iṣẹ-ṣiṣe awoṣe ni UniProt.
akojọ ayẹwo
- [] Mo ṣayẹwo gigun ati akoonu lẹta ṣaaju ṣiṣe okun naa.
- [] Mo lo fireemu kika to pe ni itumọ.
- [] Mo sá BLAST ara mi, Emi ko "leti" awoṣe.
- [] Mo tumọ e-iye ati ipin agbegbe ni deede.
- [] Mo ṣe iṣiro ibaamu awọn eya airotẹlẹ fun ibajẹ.
- [] Mo jẹrisi ẹtọ iṣẹ pẹlu aaye data osise.