Biopython - 创建简单的应用程序

介绍

Biopython 是一个用于生物信息学的 Python 库，提供了许多用于处理各种生物信息数据的模块和函数。 它可以帮助我们快速处理 DNA / RNA 序列，蛋白质序列，基因组序列和生物信息学工具类等。

在本文中，我们将学习如何使用 Biopython 创建一个简单的应用程序，该应用程序将获取用户提供的 DNA 序列，并找到其中的 ORF（开放阅读框架）。

准备工作

首先，我们需要确保已经安装了最新版本的 Biopython。 可以通过运行以下命令来检查它：

import Bio
print(Bio.__version__)

如果返回一个错误，则需要使用以下命令安装 Biopython：

!pip install biopython

步骤

步骤 1：获取 DNA 序列

首先要求用户提供 DNA 序列，可以使用以下代码请求用户输入：

sequence = input("Enter a DNA sequence:")

步骤 2：在 DNA 序列中找到 ORF

接下来，我们需要在 DNA 序列中找到 ORF。 ORF 是由开始密码子（ATG）开始，以终止密码子（TAG，TAA，TGA）结束的连续核苷酸序列。

可以使用 Biopython 执行此操作。为此，我们需要导入 Bio 库的 Seq 和 SeqUtils 模块。

from Bio.Seq import Seq
from Bio.SeqUtils import six_frame_translations

接下来，我们将 DNA 序列转换为生物序列对象。 然后，我们可以使用 six_frame_translations 函数，该函数将拆分生物序列，并输出从头开始的所有转换。 我们将使用其中的第一个转换来查找 ORF（因为 DNA 序列有 6 个转换，分别从前向后和反向互补）。

seq_obj = Seq(sequence)
translations = six_frame_translations(seq_obj)

使用以下代码，可以从给定的序列转换中查找 ORF 并打印结果：

for frame in range(3):
    trans = str(translations[frame].translate(stop_symbol=""))
    print("Frame :", frame+1)
    for line in trans.split("*"):
        if len(line) >= 10:
            print(line)

请注意，我们将停止符号传递到翻译参数中。 默认情况下，stop_symbol 参数被设置为 '*'，这是一个代表终止密码子的字符。 我们也可以将其修改为空字符串，以便忽略终止密码子并查找所有 ORF。

步骤 3：完整代码块

from Bio.Seq import Seq
from Bio.SeqUtils import six_frame_translations

# Request user to enter a DNA sequence
sequence = input("Enter a DNA sequence:")

# Convert the DNA sequence to a Bio sequence object and translate it
seq_obj = Seq(sequence)
translations = six_frame_translations(seq_obj)

# Find and print ORFs
for frame in range(3):
    trans = str(translations[frame].translate(stop_symbol=""))
    print("Frame :", frame+1)
    for line in trans.split("*"):
        if len(line) >= 10:
            print(line)

结论

使用 Biopython，我们可以快速开发生物信息学应用程序。 在本教程中，我们使用 Biopython 创建了一个简单的应用程序，该应用程序找到一个 DNA 序列中的 ORF。 通过使用该库，我们可以轻松解决更多生物信息学问题。