Wprowadzenie do Biostrings

Wprowadzenie do Bioconductor w R

James Chapman

Curriculum Manager, DataCamp

Biostrings

Algorytmy do szybkiej manipulacji sekwencjami
Wiele pakietów Bioconductor jest zależnych od Biostrings

BiocManager::install("Biostrings")

Kontenery biologicznych łańcuchów

Biostrings → Efektywne pamięciowo przechowywanie i manipulacja sekwencjami
Kontenery dziedziczące właściwości

Na przykład:

Klasa BString pochodzi od big string

Łańcuchy a zbiory

XString do przechowywania pojedynczej sekwencji
- BString – dowolny łańcuch
- DNAString – DNA
- RNAString – RNA
- AAString – aminokwasy

XStringSet dla wielu sekwencji
- BStringSet
- DNAStringSet
- RNAStringSet
- AAStringSet

showClass()

showClass("XString")

Virtual Class "XString" [package "Biostrings"]

Slots:

Name:             shared            offset            length   elementMetadata          metadata
Class:         SharedRaw           integer           integer DataFrame_OR_NULL              list

Extends: 
Class "XRaw", directly
Class "XVector", by class "XRaw", distance 2
Class "Vector", by class "XRaw", distance 3
Class "Annotated", by class "XRaw", distance 4
Class "vector_OR_Vector", by class "XRaw", distance 4

Known Subclasses: "BString", "DNAString", "RNAString", "AAString"

Alfabety Biostrings

DNA_BASES # 4 zasady DNA

RNA_BASES # 4 zasady RNA

"A" "C" "G" "T"

"A" "C" "G" "U"

AA_STANDARD # 20 aminokwasów

"A" "R" "N" "D" "C" "Q" "E" "G" "H" "I" "L" "K" "M" "F" "P" "S" "T" "W" "Y" "V"

DNA_ALPHABET # zawiera IUPAC_CODE_MAP 
RNA_ALPHABET # zawiera IUPAC_CODE_MAP 
AA_ALPHABET  # zawiera AMINO_ACID_CODE

¹ Więcej informacji o kodach IUPAC DNA: http://genome.ucsc.edu/goldenPath/help/iupac.html

transkrypcja i translacja

Transkrypcja DNA do RNA

# Pojedyncza sekwencja DNA
dna_seq <- DNAString("ATGATCTCGTAA")
dna_seq

12-letter DNAString object
seq: ATGATCTCGTAA

# Transkrypcja DNA do RNA
rna_seq <- RNAString(dna_seq)
rna_seq

12-letter RNAString object
seq: AUGAUCUCGUAA

Translacja RNA do aminokwasów

rna_seq

12-letter RNAString object 
seq: AUGAUCUCGUAA

# Translacja RNA do AA
aa_seq <- translate(rna_seq)
aa_seq

Trzy zasady RNA tworzą jeden aminokwas: AUG = M, AUC = I, UCG = S, UAA = *

4-letter AAString object
seq: MIS*

Skrót: translacja DNA do aminokwasów

dna_seq

12-letter DNAString object
seq: ATGATCTCGTAA

# translate() działa też bezpośrednio z DNA do AA
translate(dna_seq)

4-letter AAString object
seq: MIS*

Wirus Zika

Objawy Zika

Ćwiczmy z wirusem Zika!

Wprowadzenie do Bioconductor w R