Лучшие биологические инструменты для Linux

Question

Какие в 2020 году имеются программы по молекулярной биологии для систем Линукс, содержащие инструменты биологического моделирования и т.д.

Answer 1

Биология, известная как наука о жизни, является одной из основных отраслей знаний. Он имеет дело с жизненными процессами живых организмов. История исследований и разработок в этой области довольно древняя. С развитием компьютерных технологий люди добились определенного прогресса в этой области. От победы над смертельными болезнями до раскрытия тайны живого организма, компьютер является отличным компаньоном для биологов. Есть много биологических инструментов с открытым исходным кодом, доступных там. Linux - это настраиваемая операционная система с открытым исходным кодом, которую предпочитают многие исследователи. Так что, если вы биолог или любитель биологии, ищущий какое-то программное обеспечение для биологии Linux, вы можете попробовать эти инструменты биологии для ПК с Linux, чтобы получить максимальную отдачу от своего исследования.

Лучшие инструменты биологии для Linux

У некоторых людей распространено заблуждение, что в Linux нет огромной библиотеки программного обеспечения. Но вы будете удивлены, что в категории образовательного и научно-исследовательского программного обеспечения Linux по-прежнему непобедим. Это потому, что большинство ученых и исследователей занимаются разработкой программного обеспечения с открытым исходным кодом.

Следовательно, вы получаете обширную коллекцию биологических инструментов для Linux. Они бесплатны и не хуже, чем любое платное программное обеспечение. Здесь рассмотрим список инструментов разного типа, которые будут соответствовать вашим потребностям.

PathVisio

PathVisio - это бесплатный биологический инструмент с открытым исходным кодом для Linux. Он используется для рисования, редактирования и анализа биологических путей. Он имеет много полезных функций, встроенных в пакет. Пользователи также могут устанавливать дополнительные функции через плагины. Этот инструмент основан на Java, и поэтому его легко установить на любую платформу, включая Linux.

Ключевые особенности PathVisio

• Расширенные инструменты рисования и аннотации для дорожек.
• Он может даже анализировать различные типы биологических путей.
• PathVisio имеет встроенную интеграцию с WikiPathways для облегчения публикации.
• Он может быть интегрирован с другими языками программирования через PathVisioRPC.

Скачать PathVisio

 Mothur

Известное среди ученых программное обеспечение для биологии. Этот программный проект был инициирован доктором Патриком Шлоссом и соавт. Многие публикации биологических исследований цитируют это программное обеспечение. Этот инструмент с открытым исходным кодом является очень эффективным процессором данных биоинформатики . В основном он используется для анализа ДНК некультурных микробов.

Ключевые особенности Mothur

• Он может обрабатывать данные, полученные из нескольких методов секвенирования ДНК.
• Этот инструмент поддерживает почти все популярные методы, в том числе 454 пиросеквенирование, Illumina HiSeq и MiSeq, Sanger, PacBio и IonTorrent.
• Никакие другие инструменты не могут превзойти Mothur в анализе последовательностей генов 16S рРНК.
• Он регулярно поддерживается группой известных ученых-биологов.

Страница загрузки

LAMMPS

LAMMPS - один из самых популярных биологических инструментов с открытым исходным кодом. Аббревиатура означает « Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator» - крупномасштабный атомно-молекулярный массивно-параллельный симулятор. 

Это универсальное программное обеспечение для молекулярной динамики. Но в настоящее время оно широко используется в области биологических исследований. Разработано и поддерживается Национальными лабораториями Сандиа. Это программное обеспечение для биологии Linux использует интерфейс передачи сообщений или протокол MPI для параллельной связи между исследователями.

Основные характеристики LAMMPS

• Использует эффективную структуру данных под названием Verlet List для отслеживания соседних частиц.
• Может использовать весь потенциал параллельной вычислительной системы, разделив область моделирования на более мелкие субдомены и распределяя их по каждому процессору.
• Этот инструмент портабелен, сделан на C ++.
• Встроенная поддержка системы рендеринга CUDA и OpenCL GPU.
• Пользователи могут легко расширять новые функции и возможности.

Страница загрузки

Integrated Genome Browser

Как следует из названия, это браузер Genome для вашего рабочего стола. Это бесплатный и открытый инструмент биологии. Это программное обеспечение для биологии может искать последовательности генома из интернета. Конечно, вы можете искать эти конкретные данные биоинформатики через ваш обычный браузер. Но поверьте мне, этот специальный браузер сделает ваш рабочий процесс намного быстрее. Этот инструмент основан на Genoviz SDK, библиотеке Java.

Ключевые особенности встроенного браузера Genome

• Этот инструмент может считывать данные из многих форматов файлов, включая BAM, BED, Affymetrix CHP, FASTA, GTF, PSL и т. д.
• Пользователи могут экспортировать вывод в любые печатные форматы, такие как SVG, PNG или даже простой в использовании PDF.
• Динамические функции масштабирования и прокрутки в реальном времени.
• Он поддерживает веб-сервисы в стиле REST для функций аннотаций.

Скачать

Primer3

 Primer3 является одним из самых популярных биологических программ для Linux. Это бесплатный биологический инструмент с открытым исходным кодом для Linux по лицензии GNU. Этот инструмент используется для выбора праймера из последовательности ДНК. Этот инструмент также имеет альтернативный веб-интерфейс с именем Primer3 Plus для тех, кто не хочет устанавливать его локально.

Основные характеристики Primer3

• Пользователи могут импортировать / загружать файлы последовательности практически в любом популярном формате.
• Последовательности могут быть вставлены в виде простого текста.
• Он имеет много функций настройки в категории общих и расширенных настроек.
• Пользователи могут ввести качество последовательности в этом инструменте.

Скачать Primer3

 UGENE

Это программное обеспечение для биологии с открытым исходным кодом для Linux. UGENE используется для анализа различных биологических данных. В настоящее время он в основном используется для секвенирования генома. Анализируемые данные могут храниться в компьютерном хранилище или даже в общей лабораторной базе данных. Графический интерфейс пользователя этого инструмента помогает пользователям управлять этим без каких-либо предварительных знаний кодирования. Помимо графического интерфейса, он также имеет устаревший интерфейс командной строки для работы.

Ключевые особенности UGENE

• Пользователи могут легко создавать и комментировать последовательности белков.
• Может использовать несколько ядер центрального процессора и дискретную графическую карту.
• Имеет встроенную интеграцию с популярными серверами биоинформатики, такими как PDB, NCBI.
• UGENE имеет встроенный инструмент Primer3 для разработки праймера для ПЦР.
• Имеет расширенный просмотрщик хроматограмм.
• Этот инструмент может искать сложные сигналы.

Скачать UGENE

Comments

TreeView X

 

Это биологический инструмент с открытым исходным кодом для построения филогенных деревьев. Программное обеспечение для построения деревьев очень важно в области биологии. Вот почему он считается хорошим инструментом биологии Linux. Он может читать файлы деревьев с различными форматами.

Ключевые особенности TreeView X

• Имеет богатый графический интерфейс на основе библиотеки wxWidgets C ++.

• Может экспортировать деревья в различные форматы файлов на основе изображений.

• TreeView X имеет встроенную расширенную опцию печати, которая помогает форматировать номера бумаги для печати в соответствии с потребностями пользователя.

• Функция перетаскивания увеличивает производительность при использовании этого инструмента.

Получить TreeView X

 

TREE-PUZZLE

 

Это новое название для программного обеспечения PUZZLE. Это очень популярный инструмент биологии для Linux. Но изначально это консольный алгоритм поиска дерева, который используется для анализа больших наборов данных. Этот программный пакет TREE-PUZZLE может восстанавливать деревья с помощью алгоритмов, описанных Стриммером и фон Хеселером.

Ключевые особенности TREE-PUZZLE

• Он использует алгоритмы quartet puzzling.

• Этот инструмент может назначать оценки поддержки для каждой внутренней ветви автоматически.

• TREE-PUZZLE может создавать деревья путем ввода заданных пользователем наборов деревьев.

• У него есть некоторые инструменты для проведения статистических тестов на наборах данных.

• Может оценивать параметры и попарные расстояния.

TREE-PUZZLE

 

SeaView

 

SeaView - это обычное программное обеспечение для выравнивания нескольких последовательностей. Но его особенность в том, что оно имеет очень хороший и простой в использовании графический интерфейс. Этот пакет используется в качестве бэкэнда для других популярных инструментов, таких как Clustal Omega, Gblocks и PhyML. Fast Light Toolkit, обычно известный как FLTK, поддерживает пользовательский интерфейс этой программы.

Основные характеристики SeaView

• Поддерживает большинство форматов файлов для секвенирования ДНК и белков, включая NEXUS, MSF, CLUSTAL, FASTA, PHYLIP и т. д.

• Пользователи могут импортировать внешние файлы формата FASTA для алгоритмов выравнивания.

• Может рисовать филогенные деревья и генерировать их в различных распространенных форматах, таких как PDF, SVG, EPS для печати или публикации.

• SeaView имеет встроенный загрузчик для загрузки генетической последовательности из интернета.

SeaView

 

MUSCLE

 

MUSCLE это аббревиатура оригинального название программы MUltiple Sequence Comparison by Log- Expectation (Wikipedia). Это очень популярный биологический инструмент для Linux, который используется для создания множественных выравниваний аминокислотных или нуклеотидных последовательностей. Кроме того, лучшая точность и лучшая скорость опережают других конкурентов, таких как ClustalW2 или T-Coffee. Она считается одной из самых быстрых программ в этой категории.

Ключевые особенности MUSCLE

• Поддерживает три различных функции оценки профиля белка.

• MUSCLE предоставляет функции оптимизации диагонали и привязки.

• Популярный текстовый формат FASTA используется в этом инструменте как для входных, так и выходных файлов.

• Имеет дополнительное преимущество, которое позволяет генерировать выходные файлы в различных популярных форматах, таких как LUSTALW, MSF, HTML.

MUSCLE

 

 simuPOP

 

Это среда моделирования популяционной генетики. Он может анализировать и моделировать любые проблемы, связанные с населением. Следовательно, исследователи в области биологии используют этот инструмент для моделирования распространения сложных заболеваний. simuPOP использует Python в качестве основного языка сценариев.

Основные характеристики simuPOP

• Имеет возможность прикрепить информационные поля для отдельных лиц населения.

• Имеет ограничения по количеству гомологичных наборов хромосом или других параметров.

• Имеет более 70 встроенных операторов для анализа населения.

• Расширенный интерфейс сценариев дает пользователям возможность настроить эту программу.

• simuPOP имеет комплексную систему документации для начинающих.

simuPOP

 

---

VMD

 

VMD - это продвинутая биомолекулярная программа визуализации, разработанная для Linux. Программа молекулярной визуализации - это в основном программа для отображения молекулярных данных с помощью 3D-графики. VMD может считывать и анализировать файлы PDB или Protein Data Bank и отображать их структурированным графическим способом. Это может даже моделировать молекулы для различных условий и случаев. Таким образом, она стала очень полезной программой для глубоких исследователей биологии.

Ключевые особенности VMD

• Может использовать внешнее питание графического процессора компьютера.

• Разработчик не применил никаких ограничений по количеству молекул или другим параметрам. ОЗУ - это ваш предел.

• Пользователи могут легко создавать PDF-файлы из стандартного 3D-вывода с помощью встроенного инструмента.

• VMD может использовать систему стерео дисплея, если она у вас есть.

• Обширная библиотека встроенных файловых читалок поддерживает до 60 различных форматов файлов.

• Исследователи могут писать свои обычные команды, используя язык Tcl.

VMD

 

GROMACS

 

GROMACS - это не только еще один инструмент биологического моделирования; скорее это полный пакет программного обеспечения с интегрированными инструментами построения и анализа. Этот универсальный биологический инструмент для Linux может выполнять анализ и моделирование для тысяч или миллионов биологических частиц. Первоначально он был разработан для анализа биологических химических веществ, таких как белки и липиды. Но теперь он также используется в небиологических исследовательских областях.

Основные характеристики GROMACS

• Этот инструмент в два-три раза быстрее, чем его конкуренты.

• Программный код высоко оптимизирован для быстрой обработки данных.

• Gromacs довольно удобный. Коды ошибок написаны с простыми текстами для облегчения понимания.

• Обширное руководство пользователя для этого инструмента доступно бесплатно в формате электронной бумаги.

• Может хранить данные траектории в компактном методе.

• Имеет несколько интегрированных инструментов для анализа траектории. Пользователям не нужно писать какие-либо коды для этой цели.

• Имеет полностью автоматизированный построитель топологии для белков, что очень полезно.

GROMACS

 

NAMD

 

NAMD - это программа моделирования, разработанная специально для моделирования огромных биомолекулярных систем. Этот биологический инструмент для Linux настолько мощен, что может одновременно обрабатывать миллионы атомов. Charm ++ - это язык, основанный на C ++, который использовался для написания этой программы. NAMD использует среду выполнения Converse для работы в параллельных кластерных системах, что позволяет обрабатывать огромные объемы биологических данных одновременно.

Ключевые особенности NAMD

• Моделирование молекулярной структуры подготовлено с использованием визуальной молекулярной динамики.

• Поддерживает различные типы входных файлов, включая X-PLOR, CHARMM, AMBER и т. д.

• NAMD использует многошаговую интеграцию для численного анализа.

• Пользователи могут выбирать из широкого спектра вариантов моделирования динамики.

• Он поддерживает ускоренную обработку GPU.

• Этот инструмент поддерживает основанную на реплике зонтичную выборку через модуль коллективных переменных.

NAMD

 

EMBOSS

 

Название программного обеспечения - Европейский программный пакет по молекулярной биологии. Это биологический инструмент с открытым исходным кодом для Linux, созданный для заинтересованных людей в области биологии. EMBOSS - мощный инструмент последовательного анализа. Имеет полный пакет инструментов.

Ключевые особенности EMBOSS

• Может быстро сканировать и извлекать последовательные данные из интернета.

• EMBOSS используется для выравнивания последовательности, идентификации мотива белка, анализа паттерна нуклеотидной последовательности и т. д.

• Имеет встроенную библиотеку для выпуска новых инструментов с открытым исходным кодом.

• С ним встроен расширенный инструмент презентации для быстрой публикации полученных данных.

• Может выполнять обработку строк, сопоставление с образцом, обработку списка и индексацию базы данных с помощью дополнительных библиотек программирования.

• Функция интеграции полезна для синхронизации с другими популярными инструментами.

 EMBOSS

 

 Как видите, существует множество инструментов для разных целей, необходимых в области биологии. Биология - это обширная область знаний и исследований. Таким образом, очевидно, что вам не нужно будет использовать все инструменты, упомянутые выше.Попробуйте каждый, чтобы узнать, какой из них лучше всего подойдет вам. И, если у вас есть любимое программное обеспечение в этой категории, вы можете сообщить об этом другим.