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Biopython Tutorial and Cookbook
Jeff Chang, Brad Chapman, Iddo Friedberg, Thomas Hamelryck,
Michiel de Hoon, Peter Cock, Tiago Antao, Eric Talevich, Bartek Wilczy´ski
n
Last Update – 17 December 2014 (Biopython 1.65)
Contents
1 Introduction
1.1 What is Biopython?
. . . . . . . . . . . .
1.2 What can I find in the Biopython package
1.3 Installing Biopython
. . . . . . . . . . . .
1.4 Frequently Asked Questions (FAQ)
. . . .
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2 Quick Start – What can you do with Biopython?
2.1 General overview of what Biopython provides
. . . . . . .
2.2 Working with sequences
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 A usage example
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Parsing sequence file formats
. . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1 Simple FASTA parsing example
. . . . . . . . . . .
2.4.2 Simple GenBank parsing example
. . . . . . . . .
2.4.3 I love parsing – please don’t stop talking about it!
2.5 Connecting with biological databases
. . . . . . . . . . . .
2.6 What to do next
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 Sequence objects
3.1 Sequences and Alphabets
. . . . . . . . . . . . .
3.2 Sequences act like strings
. . . . . . . . . . . . .
3.3 Slicing a sequence
. . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 Turning Seq objects into strings
. . . . . . . . . .
3.5 Concatenating or adding sequences
. . . . . . . .
3.6 Changing case
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7 Nucleotide sequences and (reverse) complements
3.8 Transcription
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.9 Translation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.10 Translation Tables
. . . . . . . . . . . . . . . . .
3.11 Comparing Seq objects
. . . . . . . . . . . . . . .
3.12 MutableSeq objects
. . . . . . . . . . . . . . . . .
3.13 UnknownSeq objects
. . . . . . . . . . . . . . . .
3.14 Working with strings directly
. . . . . . . . . . .
4 Sequence annotation objects
4.1 The SeqRecord object
. . . . . . . . . . . . .
4.2 Creating a SeqRecord
. . . . . . . . . . . . .
4.2.1 SeqRecord objects from scratch
. . . .
4.2.2 SeqRecord objects from FASTA files
.
4.2.3 SeqRecord objects from GenBank files
4.3 Feature, location and position objects
. . . .
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4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.3.1 SeqFeature objects
. . . . . . . . . . . . . .
4.3.2 Positions and locations
. . . . . . . . . . . .
4.3.3 Sequence described by a feature or location
References
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
The format method
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Slicing a SeqRecord
. . . . . . . . . . . . . . . . .
Adding SeqRecord objects
. . . . . . . . . . . . . .
Reverse-complementing SeqRecord objects
. . . . .
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84
85
86
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5 Sequence Input/Output
5.1 Parsing or Reading Sequences
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1 Reading Sequence Files
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.2 Iterating over the records in a sequence file
. . . . . . . . .
5.1.3 Getting a list of the records in a sequence file
. . . . . . . .
5.1.4 Extracting data
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Parsing sequences from compressed files
. . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Parsing sequences from the net
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.1 Parsing GenBank records from the net
. . . . . . . . . . . .
5.3.2 Parsing SwissProt sequences from the net
. . . . . . . . . .
5.4 Sequence files as Dictionaries
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.1 Sequence files as Dictionaries – In memory
. . . . . . . . .
5.4.2 Sequence files as Dictionaries – Indexed files
. . . . . . . . .
5.4.3 Sequence files as Dictionaries – Database indexed files
. . .
5.4.4 Indexing compressed files
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.5 Discussion
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5 Writing Sequence Files
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.1 Round trips
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5.2 Converting between sequence file formats
. . . . . . . . . .
5.5.3 Converting a file of sequences to their reverse complements
5.5.4 Getting your SeqRecord objects as formatted strings
. . . .
6 Multiple Sequence Alignment objects
6.1 Parsing or Reading Sequence Alignments
. . . . . . . . . .
6.1.1 Single Alignments
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.2 Multiple Alignments
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.3 Ambiguous Alignments
. . . . . . . . . . . . . . . .
6.2 Writing Alignments
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.1 Converting between sequence alignment file formats
6.2.2 Getting your alignment objects as formatted strings
6.3 Manipulating Alignments
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.1 Slicing alignments
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.2 Alignments as arrays
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4 Alignment Tools
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.1 ClustalW
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.2 MUSCLE
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.3 MUSCLE using stdout
. . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.4 MUSCLE using stdin and stdout
. . . . . . . . . . .
6.4.5 EMBOSS needle and water
. . . . . . . . . . . . . .
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2
7 BLAST
7.1 Running BLAST over the Internet
. . . . . . . . . . . . . .
7.2 Running BLAST locally
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.1 Introduction
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.2 Standalone NCBI BLAST+
. . . . . . . . . . . . . .
7.2.3 Other versions of BLAST
. . . . . . . . . . . . . . .
7.3 Parsing BLAST output
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4 The BLAST record class
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5 Deprecated BLAST parsers
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.1 Parsing plain-text BLAST output
. . . . . . . . . .
7.5.2 Parsing a plain-text BLAST file full of BLAST runs
7.5.3 Finding a bad record somewhere in a huge plain-text
7.6 Dealing with PSI-BLAST
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.7 Dealing with RPS-BLAST
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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BLAST file
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137
137
138
140
141
142
142
143
144
8 BLAST and other sequence search tools (experimental
code)
8.1 The SearchIO object model
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1.1 QueryResult
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1.2 Hit
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1.3 HSP
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1.4 HSPFragment
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2 A note about standards and conventions
. . . . . . . . . . . . . .
8.3 Reading search output files
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.4 Dealing with large search output files with indexing
. . . . . . .
8.5 Writing and converting search output files
. . . . . . . . . . . . .
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9 Accessing NCBI’s Entrez databases
9.1 Entrez Guidelines
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2 EInfo: Obtaining information about the Entrez databases
. . . . . . .
9.3 ESearch: Searching the Entrez databases
. . . . . . . . . . . . . . . . .
9.4 EPost: Uploading a list of identifiers
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.5 ESummary: Retrieving summaries from primary IDs
. . . . . . . . . .
9.6 EFetch: Downloading full records from Entrez
. . . . . . . . . . . . . .
9.7 ELink: Searching for related items in NCBI Entrez
. . . . . . . . . . .
9.8 EGQuery: Global Query - counts for search terms
. . . . . . . . . . .
9.9 ESpell: Obtaining spelling suggestions
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.10 Parsing huge Entrez XML files
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.11 Handling errors
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.12 Specialized parsers
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.12.1 Parsing Medline records
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.12.2 Parsing GEO records
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.12.3 Parsing UniGene records
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.13 Using a proxy
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.14 Examples
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.14.1 PubMed and Medline
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.14.2 Searching, downloading, and parsing Entrez Nucleotide records
9.14.3 Searching, downloading, and parsing GenBank records
. . . . .
9.14.4 Finding the lineage of an organism
. . . . . . . . . . . . . . . .
9.15 Using the history and WebEnv
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.15.1 Searching for and downloading sequences using the history
. .
9.15.2 Searching for and downloading abstracts using the history
. . .
9.15.3 Searching for citations
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
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10 Swiss-Prot and ExPASy
10.1 Parsing Swiss-Prot files
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.1.1 Parsing Swiss-Prot records
. . . . . . . . . . . . . . .
10.1.2 Parsing the Swiss-Prot keyword and category list
. . .
10.2 Parsing Prosite records
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.3 Parsing Prosite documentation records
. . . . . . . . . . . . .
10.4 Parsing Enzyme records
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.5 Accessing the ExPASy server
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.5.1 Retrieving a Swiss-Prot record
. . . . . . . . . . . . .
10.5.2 Searching Swiss-Prot
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.5.3 Retrieving Prosite and Prosite documentation records
10.6 Scanning the Prosite database
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
11 Bio.PopGen: Population genetics
11.1 GenePop
. . . . . . . . . . . . . .
11.2 Coalescent simulation
. . . . . .
11.2.1 Creating scenarios
. . . .
11.2.2 Running Fastsimcoal2
. .
11.3 Other applications
. . . . . . . .
11.3.1 FDist: Detecting selection
11.4 Future Developments
. . . . . . .
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. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .
and molecular adaptation
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12 Phylogenetics with Bio.Phylo
12.1 Demo: What’s in a Tree?
. . . . . . .
12.1.1 Coloring branches within a tree
12.2 I/O functions
. . . . . . . . . . . . . .
12.3 View and export trees
. . . . . . . . .
12.4 Using Tree and Clade objects
. . . . .
12.4.1 Search and traversal methods
.
12.4.2 Information methods
. . . . . .
12.4.3 Modification methods
. . . . .
12.4.4 Features of PhyloXML trees
. .
12.5 Running external applications
. . . . .
12.6 PAML integration
. . . . . . . . . . .
12.7 Future plans
. . . . . . . . . . . . . . .
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13 Sequence motif analysis using Bio.motifs
13.1 Motif objects
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.1.1 Creating a motif from instances
. . . . . . . .
13.1.2 Creating a sequence logo
. . . . . . . . . . . .
13.2 Reading motifs
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.2.1 JASPAR
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.2.2 MEME
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.2.3 TRANSFAC
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.3 Writing motifs
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.4 Position-Weight Matrices
. . . . . . . . . . . . . . .
13.5 Position-Specific Scoring Matrices
. . . . . . . . . . .
13.6 Searching for instances
. . . . . . . . . . . . . . . . .
13.6.1 Searching for exact matches
. . . . . . . . . .
13.6.2 Searching for matches using the PSSM score
13.6.3 Selecting a score threshold
. . . . . . . . . . .
13.7 Each motif object has an associated Position-Specific
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
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Scoring Matrix
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4

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

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