图解基因组作图软件Artemis
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常用分子生物学软件一、基因芯片:1、基因芯片综合分析软件。
ArrayVision 7.0一种功能强大的商业版基因芯片分析软件,不仅可以进展图像分析,还可以进展数据处理,方便protocol的管理功能强大,商业版正式版:6900美元。
Arraypro 4.0Media Cybernetics公司的产品,该公司的gelpro, imagepro一直以准确成为同类产品中的佼佼者,相信arraypro也不会差。
phoretix™Array Nonlinear Dynamics公司的基因片综合分析软件。
J-express挪威Bergen大学编写,是一个用JAVA语言写的应用程序,界面清晰漂亮,用来分析微矩阵〔microarray〕实验获得的基因表达数据,需要下载安装JAVA运行环境JRE1.2后(5.1M)后,才能运行。
2、基因芯片阅读图像分析软件ScanAlyze 2.44,斯坦福的基因芯片基因芯片阅读软件,进展微矩阵荧光图像分析,包括半自动定义格栅与像素点分析。
输出为分隔的文本格式,可很容易地转化为任何数据库。
3、基因芯片数据分析软件Cluster斯坦福的对大量微矩阵数据组进展各种簇〔Cluster)分析与其它各种处理的软件。
SAMSignificance Analysis of Microarrays 的缩写,微矩阵显著性分析软件,EXCEL软件的插件,由Stanford大学编制。
4.基因芯片聚类图形显示TreeView 1.5斯坦福开发的用来显示Cluster软件分析的图形化结果。
现已和Cluster成为了基因芯片处理的标准软件。
FreeView是基于JAVA语言的系统树生成软件,接收Cluster生成的数据,比Treeview增强了某些功能。
5.基因芯片引物设计Array Designer 2.00DNA微矩阵〔microarray〕软件,批量设计DNA和寡核苷酸引物工具二、RNA二级构造。
RNA Structure 3.5RNA Sturcture 根据最小自由能原理,将Zuker的根据RNA一级序列预测RNA二级构造的算法在软件上实现。
常用生物数据分析软件生物数据分析软件是用于处理、分析和解释生物学实验中产生的大规模数据的工具。
这些软件通常具有统计分析、数据可视化和生物信息学工具等功能,它们在生物学研究、医学诊断和药物开发等领域都有广泛的应用。
本文将介绍一些常用的生物数据分析软件。
1.R:R是一种免费且开源的编程语言,它提供了丰富的生物数据分析和可视化工具,如统计分析、机器学习、生物信息学和图形绘制等。
R 语言拥有庞大的用户社区和丰富的包资源,适用于各种生物学数据分析任务。
2. Python:Python是另一种常用的编程语言,它也具备强大的生物数据分析能力。
Python拥有多个生物学数据处理和分析库,如NumPy、Pandas和BioPython等。
Python的易学性、可扩展性和广泛的应用领域使其成为生物学数据分析的首选工具之一3.MATLAB:MATLAB是一种专业的科学计算和数据可视化软件,在生物学数据分析领域有广泛的应用。
它提供了丰富的统计分析和机器学习工具包,可用于生物数据的处理、分析和建模等任务。
4.SPSS:SPSS是一种常用的统计分析软件,它具有直观的用户界面和广泛的统计分析功能。
SPSS可以对生物学数据进行描述性统计、方差分析、回归分析和聚类分析等,并生成相应的报告和图表。
5.SAS:SAS是一种专业的统计分析软件,也被广泛用于生物学数据分析。
SAS拥有强大的数据管理和数据分析功能,可用于处理和分析大规模的生物学数据集。
6. Partek Genomics Suite:Partek Genomics Suite是一种专门用于基因组学和转录组学数据分析的软件。
它提供了丰富的生物学数据分析工具和流程,可用于差异表达分析、通路分析和功能注释等任务。
7. Ingenuity Pathway Analysis (IPA):IPA是一个用于通路分析和功能注释的软件。
它能够对基因表达数据进行通路分析和功能注释,并提供生物学上下游调控网络的图形可视化。
生物大数据技术中的基因表达可视化工具推荐现代生物学研究中,大量的遗传数据被生成并储存于数据库中。
其中,基因表达数据是生物大数据中的重要组成部分,它提供了有关基因在不同生理和病理状态下的表达水平的信息。
为了更好地理解这些数据并从中获取有用的信息,研究人员已经开发了多种基因表达可视化工具。
本文将介绍一些值得推荐的基因表达可视化工具,帮助生物学家们更好地探索和分析生物大数据。
首先,我们要提到的是UCSC基因组浏览器。
作为一个广泛应用于生物学研究的在线工具,UCSC基因组浏览器提供了一个直观的界面,用于查看和分析基因和基因组的各种信息。
用户可以通过输入基因名称或基因组坐标来搜索感兴趣的基因,并查看其表达情况。
该浏览器还提供了丰富的功能和功能性注释,如基因结构、同源基因、剪接变体和表达谱等。
无论是基础研究还是转化研究,UCSC基因组浏览器都是一个强大且实用的基因表达可视化工具。
另一个值得推荐的基因表达可视化工具是Gene Expression Commons。
该工具致力于整合和可视化各种基因表达数据,包括转录组和蛋白质组数据。
用户可以通过输入基因名称或关键词来搜索感兴趣的基因,并得到与之相关的表达数据。
Gene Expression Commons提供了直观的图表展示和交互式功能,如折线图、热图和散点图,以帮助用户更好地理解和解释基因表达模式。
此外,该工具还提供了数据比较和差异分析的功能,方便用户进行深入分析和挖掘。
此外,还有一个重要的基因表达可视化工具是The Human Protein Atlas。
该工具致力于绘制人类蛋白质组的表达图谱,并提供丰富的组织和细胞类型的信息。
用户可以通过输入基因名称或组织类型来搜索感兴趣的基因,并获取其在不同组织和细胞中的表达情况。
The Human Protein Atlas提供了直观的图片和图表展示,以及详细的细胞和组织结构信息。
这个工具对于研究人员研究特定基因在不同生理和病理条件下的表达模式非常有帮助。
DNA序列分析软件介绍Antheprot:蛋白质序列分析软件包ANTHEPROT 4.5是位于法国的蛋白质生物与化学研究院(Institute of Biology and Chemistry of Proteins)用十多年时间开发出的蛋白质研究软件包。
软件包包括了蛋白质研究领域所包括的大多数内容,功能非常强大。
应用此软件包,使用个人电脑,便能进行各种蛋白序列分析与特性预测。
更重要的是该软件能够提供蛋白序列的一些二级结构信息,使用户有可能模拟出未知蛋白的高级结构。
Applied Biosystems Primer Express:这是ABI公司销售附送的软件,可用于设计引物和探针,尤其适用于荧光PCR探针的设计,可以精确计算寡核苷酸与荧光基团鳌合后的Tm值。
可以预测引物与引物之间与模板之间等的二级结构。
Artemis R5:A DNA sequence viewer and annotation tools,一个DNA序列查看器与注释工具,可以以图形形式查看序列的各种分析结果与特性,程序读取EMBL与GENBANK格式的序列与纯DNA序列。
以Java写成,需要安装JRE1.2。
BioEdit是一个序列编辑器与分析工具软件,功能非常强大,使用十分容易。
功能包括:序列编辑、外挂分析程序、RNA分析、寻找特征序列、支持超过20000个序列的多序列文件、基本序列处理功能、质粒图绘制等等。
BLAST (Basic Local Alignment Search Tool)是一套在蛋白质数据库或DNA数据库中进行相似性比较的分析工具。
BLAST程序能迅速与公开数据库进行相似性序列比较。
BLAST结果中的得分是对一种对相似性的统计说明。
BLAST对一条或多条序列(可以是任何形式的序列)在一个或多个核酸或蛋白序列库中进行比对。
BLAST还能发现具有缺口的能比对上的序列。
BLAST是基于Altschul等人在J.Mol.Biol上发表的方法(J.Mol.Biol.215:403-410(1990)),在序列数据库中对查询序列进行同源性比对工作。
三维分子类RASMOL 2.7.2.1 观看生物分子3D微观立体结构的软件。
非常有名,巨棒!RasTop 2.0 为RasMol 2.7.1的图形用户界面软件CHIME 2.6 SP3 直接在浏览器中观看3D分子。
MolMol 2k.1 将pdb等格式的蛋白文件通过微调,存成普通的图形文件。
CrystInfo 1.0 用来快速、容易地构建、观察与检查晶体3d结构。
PDViewer PDB格式文件的查看程序。
Weblab Viewlite 4.2 3维分子浏览工具及大量分子文件例子。
Weblab ViewerPro 4.2 Demo 3维分子浏览工具。
ICMLite 2.8 3维分子浏览工具,有一些其他软件没有的功能。
VMD 1.72 3维分子浏览工具,可以进行动态显示。
CN3D 3.0 3D分子结构观察软件。
WPDB 2.2 PDB文件检索显示分析软件。
DTMM 4.0 3维分子模型显示、编辑与构建程序。
Mole 1.1.8 Demo 高性能的大分子3维图形显示计算工具。
gopenmol 2.1 显示并分析分子结构及其特性的软件。
POV-Ray 3.5 beta rc5 生成三维图像工具软件。
WinMegaPov 0.7 3D渲染软件POV-Ray非官方编译软件。
MolPOV 2.0.8 将PDB文件转化为POV格式文件的软件。
Mol2Mol Demo 4.1 分子文件格式转换软件。
PovChem 2.1.1 将PDB文件转化为POV格式文件的软件。
Ortep-3 for Windows 1.074 生成分子的热椭圆形点图软件。
PLATON(2002.5.16版) 通用结晶学软件工具。
Mage 6.02 读取并演示Kinemage格式文件的专用软件。
Prekin 6.02 将PDB格式文件转换为Kinemage格式文件的软件。
Swiss-PdbViewer 3.7 PDB文件显示与分析软件。
DINAMO 蛋白序列排队比较编辑与三维模型构建工具软件。
5款生物医学作图神器,立马做出高大上配图!给大家推荐四款生物医学作图神器,让你分分钟搞定高逼格的信号通路图、各种模型图、流程图。
Scienceslide首先第一个就是Scienceslide,这是一款专门做医学图片的ppt插件。
安装后,会在PPT界面出现一个工作条(如下图所示),包括了常用元件、信号通路、方法学、生物化学、分子生物学等几千种素材。
它做出来的信号通路图可以是这样的:想要什么图,只需要选择相应的模板,就可以在此基础上进行文字及分子形状的修改,而后可以做成精致无比、赏心悦目的示意图。
有了这个PPT插件,足以满足你任何信号通路图的要求。
pathwaytool另一个软件pathwaytool,也是一款作图神器哦。
它几乎自带了分子生物学会用到的所有元素,如不同的细胞、细胞器、分子、老鼠模型、器官模型以及经典的信号通路图。
安装该软件后,它的界面是这样的:在选择一个理想的模型后,可直接进行修饰和改动,非常的简单方便,3分钟内既能上手,做出来的通路图是这样的!GraphPad Prismgraphpad prism是一款非常棒的医学绘图软件,他基于生物统计,曲线拟合和科学绘图于一体,可以制作出非常专业的医学表,如果你是医学相关专业的人士,一定不要错过!看到下面的数据图,是不是顿时感觉文章的质量上了一个档次呢?SmartDrawSmartDraw 是一款非常专业的绘图软件,可以用来快速建立流程图、组织图、柱形统计图和馅饼图、表格和其他更多图表。
在绘图、图表制作领域,SmartDraw绝对是行业的佼佼者,它的出现让图表制作变得如此简单。
SmartDraw 最大的特点就是支持多种图形,采用模板的方式在线扩充,它可以预测你的需求,从而给你预先制定的模板,自动设计,并且可以很容易的快速把你的信息变成鲜明的插图。
想知道用它画出来的流程图是什么样的吗?IBSIBS(Illustrator for Biological Sequences)是一个简单又强大的绘图软件,它可以几分钟内完成核酸/蛋白质结构域示意图的绘制。
上海市考研生物信息学常用软件与算法生物信息学是一门跨学科的领域,集合了生物学、计算机科学和数学等多个学科的知识。
在现代生物学研究中,生物信息学起到了关键作用,帮助研究人员处理和分析大量的生物数据。
而在生物信息学的研究中,常用的软件和算法能够极大地提高研究工作的效率和可靠性。
本文将介绍上海市考研生物信息学领域内常用的软件和算法,以帮助考生更好地准备考试和进行研究。
一、基因序列分析软件1. BLAST:BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)是生物信息学中最常用的工具之一,用于比对基因序列和蛋白质序列。
它能够快速地在数据库中搜索相似的序列,并提供比对结果的信息。
2. Geneious:Geneious是一款功能强大的基因序列分析软件,提供了丰富的工具和算法,可以用于序列比对、进化分析、构建基因树等多个方面。
3. ClustalW:ClustalW是一种常用的多序列比对软件,能够将多个基因或蛋白质序列进行比对,并生成相应的比对结果,可以用于进一步的分析和研究。
二、蛋白质结构模拟与分析软件1. PyMOL:PyMOL是一种蛋白质结构可视化软件,能够可视化蛋白质的三维结构,并分析其结构和功能。
它广泛应用于药物设计、蛋白质工程等领域。
2. Modeller:Modeller是一种用于蛋白质结构模拟的软件,可以通过预测和构建蛋白质的三维结构来进一步了解蛋白质的功能和相互作用。
3. AutoDock:AutoDock是一种分子对接软件,可以预测小分子与蛋白质的结合方式,并评估其结合能力。
它对于药物设计和分子动力学模拟等方面有着重要的应用。
三、序列分析算法1. Smith-Waterman算法:Smith-Waterman算法是一种常用的局部序列比对算法,可以用于查找基因或蛋白质序列之间的相似性。
2. Needleman-Wunsch算法:Needleman-Wunsch算法是一种全局序列比对算法,可以找到两个序列之间的最佳比对方案。
Artemis的使用說明:Artemis是一個免費的DNA序列瀏覽和註解的工具,它可方便使用者觀察序列於不同開讀框的面貌和分析的結果。
它是用JAVA語言寫成的,目前已有不同的版本可在UNIX、GNU/Linux、Macintosh、和Windows的作業系統下運作。
Artemis 可以讀取EMBL及GenBank的紀錄資料,也可讀取以Fasta格式或是任何寫成EMBL、GenBank、和GFF格式的資料。
有關Artemis的英文簡介、檔案下載和使用說明可於Sanger Center取得。
下面我們以一些簡單的圖示來說明Artemis的使用:(部分圖搞取自Sanger Center的Artemis說明)圖一、是當我們開始使用Artemis時,第一個開啟的視窗。
圖二、我們可以在目錄清單(Menu Bar)的File的下拉式選單中,選取開啟某個已註解的檔案,或是從EBI下載某個Genomic DNA(如Complete genome sequence、BAC、或Cosmid序列等)來瀏覽。
圖三、在點選Open後,會出現路徑、檔案夾及檔案,來讓使用者選取及開啟欲瀏覽的序列檔案和檔案註解檔等資料。
圖四、Option選項下則是讓使用者決定重讀選項、啟動編輯、和顯示或隱藏Log 檔。
其中Enable Direct Editing可以讓使用者以滑鼠變更一個列的起點和終點(若是蛋白質則為Start codon及Stop codon)。
圖五、欲瀏覽的檔案開啟後,會出現如下圖的三個視窗,分別是[Over view]、[DNA view]、及[Feature list]。
其中[Over view]和[DNA view]是一樣的,只是縮放的比例不同,但都可看到正反股DNA序列及+1、+2、+3、-1、-2、及-3等六條蛋白質開讀框,開讀框中的黑色直條則是Stop codon。
[Feature list]則是紀錄註解及說明的地方,如註明是哪個基因或蛋白質。
第17章Graphics模块中的基因组可视化包—GenomeDiagramBio.Graphics模块基于Python的第三方扩展库ReportLab,ReportLab主要生成PDF文件,同时也能生成EPS(Encapsulated Postscript)文件和SVG文件。
ReportLa可以导出矢量图,如果安装依赖关系(Dependencies),比如PIL(Python Imaging Library),ReportLab也可以导出JPEG, PNG, GIF, BMP和PICT格式的位图(Bitmap image)。
17.1 基因组可视化包—GenomeDiagram17.1.1 GenomeDiagram简介Bio.Graphics.GenomeDiagram包被整合到Biopython 1.50版之前,就已经是Biopython 的独立模块。
GenomeDiagram包首次出现在2006年Pritchard等人在Bioinformatics杂志的一篇文章[:ref:`2 <pritchard2006>`] ,文中展示了一些图像示例,更多图像示例请查看GenomeDiagram手册/DIST/docs/GenomeDiagram/userguide.pdf。
正如“GenomeDiagram”名称所指,它主要用于可视化全基因组(特别是原核生物基因组),即可绘制线型图也可绘制环形图,Toth等人在2006年发表的文章[:ref:`3<toth2006>`] 中图2就是一个示例。
Van der Auwera 等人在2009年发表的文章[:ref:`4 <vanderauwera2009>`] 中图1和图2也进一步说明,GenomeDiagram适用于噬菌体、质粒和线粒体等微小基因组的可视化。
如果存储基因组信息的是从GenBank文件中下载的SeqRecord话,它会包含许多SeqFeature,那么用这个模块处理就很简单(详见第:ref:`4<chapter-SeqRecord>`章和第:ref:`5 <chapter-Bio.SeqIO>`章)。
看图学软件之DNAStar-MegAlign⼊门篇MegAlign 提供6 列队(alignment)⽅法,进⾏DNA 和蛋⽩质序列的配对和多序列⽐较(multiple alignment) 。
多序列⽐较(multiple alignment)可以在MegAlign 的worktable 进⾏查看和编辑。
可以根据队列(alignment)的结果制作进化树(Phylogenetic trees),并且,有关序列距离的数据和残基替代可以容易地作成表格。
⼀般多序列⽐较(multiple alignment)的结果展⽰于队列(alignment)窗⼝,相似性和差异⽤彩⾊的直⽅图展⽰。
打开⽅法与editseq⼀样,只不过点选megalign图标,然后进⼊其界⾯选择File-Enter Sequences⾸先进⾏2个序列⽐对,选中所需序列1和2,点击add,使从左侧添加到右边的框中,单击Done出现如图所⽰界⾯,选中1与2(可按control点选),之后选择Align-One Pair-By Wilbur-Lipman method出现如图所⽰界⾯,即为blast结果,但画⾯不美观,可对其进⾏调整,点击⿏标所处位置按钮出现此对话框,⾥⾯可进⾏⼀系列设置,可根据⾃⼰喜好进⾏,使界⾯更美观形象设置后可看到错配碱基,如下,还是⽐较直观吧⽐对之后可对其进⾏结果查看,点选View-Alignment report即可结果如图对于多序列的⽐对,添加序列与⼀对序列⼀样,不过选择的Align-Clustal或者Jotun Hein命令如点选Jotun Hein后,出现如图界⾯,图中红线部分代表同源序列(偷懒了,2个序列添加了2次变成4条之后点选View-Phylogenetic Tree进⾏系统树分析出现如下结果,因我⽤序列太少,体现不出很好效果,欢迎⼤家⾃⼰尝试。
Artemis的使用說明:
Artemis是一個免費的DNA序列瀏覽和註解的工具,它可方便使用者觀察序列於不同開讀框的面貌和分析的結果。
它是用JAVA語言寫成的,目前已有不同的版本可在UNIX、GNU/Linux、Macintosh、和Windows的作業系統下運作。
Artemis 可以讀取EMBL及GenBank的紀錄資料,也可讀取以Fasta格式或是任何寫成EMBL、GenBank、和GFF格式的資料。
有關Artemis的英文簡介、檔案下載和使用說明可於Sanger Center取得。
下面我們以一些簡單的圖示來說明Artemis的使用:(部分圖搞取自Sanger Center的Artemis說明)
圖一、是當我們開始使用Artemis時,第一個開啟的視窗。
圖二、我們可以在目錄清單(Menu Bar)的File的下拉式選單中,選取開啟某個已註解的檔案,或是從EBI下載某個Genomic DNA(如Complete genome sequence、BAC、或Cosmid序列等)來瀏覽。
圖三、在點選Open後,會出現路徑、檔案夾及檔案,來讓使用者選取及開啟欲
瀏覽的序列檔案和檔案註解檔等資料。
圖四、Option選項下則是讓使用者決定重讀選項、啟動編輯、和顯示或隱藏Log 檔。
其中Enable Direct Editing可以讓使用者以滑鼠變更一個列的起點和終點(若是蛋白質則為Start codon及Stop codon)。
圖五、欲瀏覽的檔案開啟後,會出現如下圖的三個視窗,分別是[Over view]、[DNA view]、及[Feature list]。
其中[Over view]和[DNA view]是一樣的,只是縮放的比例不同,但都可看到正反股DNA序列及+1、+2、+3、-1、-2、及-3
等六條蛋白質開讀框,開讀框中的黑色直條則是Stop codon。
[Feature list]則是紀錄註解及說明的地方,如註明是哪個基因或蛋白質。
由於本圖例只是序列檔,所以沒有註解說明。
圖六、於本圖例中,使用者又加開了一個檔案。
見Menu Bar下,又多了一個黃色的檔案名。
我們可以看到載[Over view]的視窗中,有許多藍色及淺綠色的方格,它們分別是可能的蛋白質及可能扮演某種角色的核酸模組序列區(如Promoter及Repeat),註解說明則見於[Feature list]的視窗。
圖七、我們可以把額外分析所得的結果,寫成EMBL格式的檔案,再叫進Artemis
中瀏覽並註解。
下面三個圖為例示。
圖八、同圖七,為EMBL格式的例示。
圖九、同圖七,為EMBL格式的例示。
圖十、Artemis還可提供分析繪圖的功能,如G+C%及Hydrophobicity等分析,並可隨視窗大小改變而調整繪圖。
圖十一、Artemis現在已是Sanger Center用來分析及註解為生物基因體的主要工具,它可整合Blastn、Blastx、Glimmer、tRNAscan及其他分析程式的結果,於同一視窗或不同視窗瀏覽,並於使用者選取三個視窗中任一註解區塊或說明時,自動調整選取區的位置至視窗中央,同時Highlight(Box外有粗框□,如圖中以藍色框框為起的粉紅色區塊,其Box是已粗線標示邊框)三個視窗中的同一筆資料。
圖十二、Artemis還允許使用者選取瀏覽中的序列,並執行如BLAST或FASTA等程式,再將結果以另外的視窗呈現。
圖十三、Artemis允許使用者透過視窗的縮放來觀察基因於基因體中的分布。
圖十四、Artemis也可用於真核生物基因體的註解工作。
如圖,註解者可將屬於同一個基因的不同Exon以線條連接。
圖十五、在下拉式選單[File]中,主要是讓使用者可以讀取[Entry]或[Feature]的檔案,或是儲存檔案及關閉視窗。
圖十六、在下拉式選單[Entries]中,主要是讓使用者可以更改預設的Entry,自瀏覽器中移除Entry,或不選定任何Entries。
圖十七、在下拉式選單[Select]中,主要是讓使用者可以選取各種Features,或是在不同的選擇中互換。
圖十八、在下拉式選單[View]中,主要是讓使用者可以於不同的視窗中(會有新視窗跳出),觀看所選取的資料。
圖十九、在下拉式選單[Goto]中,主要是讓使用者可以移動瀏覽序列至所欲觀看的位置。
圖二十、在下拉式選單[Edit]中,主要是讓使用者可以編輯或剪裁序列。
圖二十一、在下拉式選單[Creat]中,主要是讓使用者可以加入及新標定註解。
圖二十二、在下拉式選單[Write]中,主要是讓使用者可以新建並修改序列及註解。
圖二十三、在下拉式選單[Run]中,主要是讓使用者可以在選取序列並送出做另外的分析處理。
圖二十四、在下拉式選單[Display]中,主要是讓使用者可以預設要顯示在瀏覽視窗中的項目。