📅  最后修改于: 2020-11-09 04:58:58             🧑  作者: Mango
在本章中,我们将讨论Biopython提供的一些高级序列功能。
核苷酸序列可以反向互补以获得新序列。同样,互补序列可以反向互补以获得原始序列。 Biopython提供了两种方法来实现此功能-互补和reverse_complement 。的代码在下面给出-
>>> from Bio.Alphabet import IUPAC
>>> nucleotide = Seq('TCGAAGTCAGTC', IUPAC.ambiguous_dna)
>>> nucleotide.complement()
Seq('AGCTTCAGTCAG', IUPACAmbiguousDNA())
>>>
在这里,complement()方法允许互补DNA或RNA序列。 reverse_complement()方法对结果序列进行补充,并从左向右反转。它显示如下-
>>> nucleotide.reverse_complement()
Seq('GACTGACTTCGA', IUPACAmbiguousDNA())
Biopython使用Bio.Data.IUPACData提供的ambiguous_dna_complement变量进行补码操作。
>>> from Bio.Data import IUPACData
>>> import pprint
>>> pprint.pprint(IUPACData.ambiguous_dna_complement) {
'A': 'T',
'B': 'V',
'C': 'G',
'D': 'H',
'G': 'C',
'H': 'D',
'K': 'M',
'M': 'K',
'N': 'N',
'R': 'Y',
'S': 'S',
'T': 'A',
'V': 'B',
'W': 'W',
'X': 'X',
'Y': 'R'}
>>>
预测基因组DNA的碱基组成(GC含量)将显着影响基因组功能和物种生态。 GC含量是GC核苷酸的数目除以总核苷酸。
要获取GC核苷酸含量,请导入以下模块并执行以下步骤-
>>> from Bio.SeqUtils import GC
>>> nucleotide = Seq("GACTGACTTCGA",IUPAC.unambiguous_dna)
>>> GC(nucleotide)
50.0
转录是将DNA序列转换为RNA序列的过程。实际的生物转录过程是执行反向补体(TCAG→CUGA)以将DNA作为模板链来获得mRNA。但是,在生物信息学以及Biopython中,我们通常直接使用编码链,并且可以通过将字母T更改为U来获得mRNA序列。
上面的简单示例如下-
>>> from Bio.Seq import Seq
>>> from Bio.Seq import transcribe
>>> from Bio.Alphabet import IUPAC
>>> dna_seq = Seq("ATGCCGATCGTAT",IUPAC.unambiguous_dna) >>> transcribe(dna_seq)
Seq('AUGCCGAUCGUAU', IUPACUnambiguousRNA())
>>>
为了逆转转录,T更改为U,如下面的代码所示-
>>> rna_seq = transcribe(dna_seq)
>>> rna_seq.back_transcribe()
Seq('ATGCCGATCGTAT', IUPACUnambiguousDNA())
要获得DNA模板链,请反向互补反向转录的RNA,如下所示-
>>> rna_seq.back_transcribe().reverse_complement()
Seq('ATACGATCGGCAT', IUPACUnambiguousDNA())
翻译是将RNA序列翻译成蛋白质序列的过程。考虑如下所示的RNA序列-
>>> rna_seq = Seq("AUGGCCAUUGUAAU",IUPAC.unambiguous_rna)
>>> rna_seq
Seq('AUGGCCAUUGUAAUGGGCCGCUGAAAGGGUGCCCGAUAG', IUPACUnambiguousRNA())
现在,将translate()函数应用于上面的代码-
>>> rna_seq.translate()
Seq('MAIV', IUPACProtein())
上面的RNA序列很简单。考虑RNA序列,AUGGCCAUUGUAAUGGGCCGCUGAAAGGGUGCCCGA,并应用translate()-
>>> rna = Seq('AUGGCCAUUGUAAUGGGCCGCUGAAAGGGUGCCCGA', IUPAC.unambiguous_rna)
>>> rna.translate()
Seq('MAIVMGR*KGAR', HasStopCodon(IUPACProtein(), '*'))
在此,终止密码子用星号“ *”表示。
在translate()方法中可能会在第一个终止密码子处终止。为此,您可以在translate()中将to_stop = True分配如下:
>>> rna.translate(to_stop = True)
Seq('MAIVMGR', IUPACProtein())
此处,终止密码子不包含在结果序列中,因为它不包含一个。
NCBI的“遗传密码”页面提供了Biopython使用的翻译表的完整列表。让我们看一个标准表的示例以可视化代码-
>>> from Bio.Data import CodonTable
>>> table = CodonTable.unambiguous_dna_by_name["Standard"]
>>> print(table)
Table 1 Standard, SGC0
| T | C | A | G |
--+---------+---------+---------+---------+--
T | TTT F | TCT S | TAT Y | TGT C | T
T | TTC F | TCC S | TAC Y | TGC C | C
T | TTA L | TCA S | TAA Stop| TGA Stop| A
T | TTG L(s)| TCG S | TAG Stop| TGG W | G
--+---------+---------+---------+---------+--
C | CTT L | CCT P | CAT H | CGT R | T
C | CTC L | CCC P | CAC H | CGC R | C
C | CTA L | CCA P | CAA Q | CGA R | A
C | CTG L(s)| CCG P | CAG Q | CGG R | G
--+---------+---------+---------+---------+--
A | ATT I | ACT T | AAT N | AGT S | T
A | ATC I | ACC T | AAC N | AGC S | C
A | ATA I | ACA T | AAA K | AGA R | A
A | ATG M(s)| ACG T | AAG K | AGG R | G
--+---------+---------+---------+---------+--
G | GTT V | GCT A | GAT D | GGT G | T
G | GTC V | GCC A | GAC D | GGC G | C
G | GTA V | GCA A | GAA E | GGA G | A
G | GTG V | GCG A | GAG E | GGG G | G
--+---------+---------+---------+---------+--
>>>
Biopython使用此表将DNA转换为蛋白质,并找到终止密码子。