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使用机器学习和Python揭开DNA测序神秘面纱

在本文中,我们将了解如何解释DNA结构以及如何使用机器学习算法来建立DNA序列数据预测模型。 DNA序列如何表示? 该图显示了DNA双螺旋结构一小部分。 ?...DNA序列作为独立“语言”,称为k-mer计数 仍然存在问题是,以上所有方法均不能产生长度一致向量,这是将数据导入分类或回归算法必要条件。...因此,使用上述方法,您必须辅助诸如截断序列或用“ n”/“ 0”填充方法,获取长度一致向量。 DNA和蛋白质序列可以看作是生命语言。该语言对所有生命形式中存在分子指令和功能进行编码。...在基因组学中,我们将这种类型操作称为“ k-mer计数”,或者对每种可能出现k-mer序列进行计数,而Python自然语言处理工具使其变得非常容易。...结论 在本文中,我们学习了如何分析DNA序列数据,如何对其进行可视化,以及如何使用不同编码技术将这些序列表示为矩阵。

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生物信息中Python 01 | 从零开始处理基因序列

3、向下滚动,直到看到如下图所示 FASTA 链接,点击进入。 ? 4、在这个页面就可以看到通过测序技术所得到DNA序列。 ? 5、通过如下步骤我们可以得到该基因序列 fasta 格式文件 ?...6、你也可以按照上述步骤尝试获取[ Mus musculus ] fasta 序列,我们后面的分析需要用到 二、 DNA序列基本处理 Python版本:Python 3.6 IDE:Pycharm...(https://www.jetbrains.com/pycharm/) 下载 Pycharm 免费社区版就足够我们学习使用 操作系统:Win7 0、在Pycharm里新建如下目录项目 ?...print (line) 2、可以看到Fasta格式开始于一个标识符>,然后是一行描述,下面是序列,直到下一个>,表示下一条序列 这些字符串看起来和下载 Fasta 文件页面显示差不多...() return fasta 4、拿到规范化数据,我们现在来看看具有它具有的生物学意义,这里为了以后方便调用,使用函数形式来实现 4.1 核苷酸计数,碱基偏好性: 这里计数值可以查看碱基偏好性

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少即是多:精心构造小数据也可以产生与大数据相当洞察力

这样,将序列缩小到了414个质量良好可供下载序列。 一旦有了质量良好全基因组序列,就是时间来推断洞察力了。为了从生物信息中获取尽可能多洞察力,我通常使用以下6个Python包。...Biopython(Bio)来解析/读取fasta文件中核苷酸序列,使用打印函数一瞥文件内部内容。...喜欢使用贝叶斯因子来理解正选择,因为它可以给我们明显突出峰值,表示强烈正选择位点。...下一部分简要介绍了这些突变如何对健康产生影响。 请记住,用于选择这些序列过滤器之一是患者数据,并且我将根据使用情况演示使用这些数据一种方法。...因此,手动方式完成,因为找不到更好使用代码方法。同样,如果处理数百万条患者记录,这将是耗时

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RNA-seq 保姆教程:差异表达分析(一)

此外,本教程重点是给出一般分析流程。对于更大规模研究,强烈建议使用集群来增加内存和计算能力。 项目配置 安装conda Miniconda 是一个全面且易于使用 Python 包管理器。...Miniconda 旨在将您当前 Python 安装替换为具有更多功能且模块化 Python ,因此您可以删除它而不会损坏您系统。...对于任何比对,我们需要 .fasta 格式基因组,还需要 .GTF/.GFF 格式注释文件,它将基因组中坐标与注释基因标识符相关联。这两个文件都是执行比对和生成计数矩阵所必需。...要选择 2 个最重要参数:最小 Phred 分数 (1-30) 和最小测序长度。关于这个参数有不同看法,您可以查看下面的论文获取有关使用哪些参数更多信息。...如果您样品在文库制备之前未使用 rRNA 去除方案制备,建议运行此步骤删除任何可能占用大部分比对序列 rRNA 序列污染。 3.1.

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生物信息学必备工具—SAMtools

,如测序覆盖度、比对质量等 faidx 对fasta文件建立索引,生成索引文件.fai后缀结尾。...按下 g ,则提示输入要到达基因组某一个位点。例子“chr1:14800"表示到达1号染色体,第14800个碱基位点处。 当参考序列已知时,共识序列和比对记录序列会使用点标记法显示。...在这种显示方式中,与参考序列匹配碱基会用点(.)表示在正向链,或逗号(,)表示在反向链。与参考序列不匹配碱基和缺失碱基则会它们碱基符号显示。...获取帮助文档 ###注意:bam和genome基因组(fasta文件都要先建立索引 samtools tview d0.bam ~/database/Homo_sapiens_assembly38.fasta...-f #将统计数据写到指定文件 merge 用于合并多个已排序比对文件,生成一个包含所有输入记录单一排序输出文件,同时保持现有的排序顺序

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一行代码下载原始数据—Kingfisher

然后,下载数据根据需要转换为SRA/FASTQ/FASTA/GZIP 文件格式。下载和提取阶段通常比使用NCBISRA工具包更快。...2如何安装 一般我们推荐是conda安装 conda create -n kingfisher python=3.8 conda activate kingfisher conda install -c...--run-identifiers-list :换行分隔运行标识符列表文本文件,即1列 CSV 文件。...使用此选项重新设置文件大小限制,例如--prefetch-max-size "1G"表示1 GB限制(默认:不使用)。 --check-md5sums:检查下载文件md5sums。...--unsorted:任意顺序输出序列,通常是它们在.sra文件中出现顺序。即使是成对读取可能也是正常顺序,但可以从名称中识别出哪对是哪对,哪个是正向读取,哪个是反向读取(默认:不这样做)。

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10X Genomics单细胞免疫组库VDJ分析必知必会

在可变区内有一小部分氨基酸残基变化特别强烈,这些氨基酸残基组成和排列顺序更易发生变异区域称高变区。...单细胞免疫组库如何做 一般免疫组库测序(Immune Repertoire sequencing(IR-SEQ))多重PCR或5’RACE技术目的扩增决定B细胞受体(BCR)或T细胞受体(TCR)多样性互补决定区...image 其实我们完全是有必要cd到cellranger路径下读一读源码,不就是python代码吗?可惜似乎永远有80%生信工程师处于入门阶段,自己python还没整明白呢。...如果对于给定条形码,经过过滤UMIs最大读对计数小于N503%,则不要将条形码称为cell。...让len表示J停止减去V开始,在contig上测量,那么VJ - len在-25和+25之间,除了IGH,它必须在-55和+25之间。这个条件是为了防止不可能与功能蛋白相对应异常结构变化。

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经典教程:全转录数据分析实战

,就可以开始研究植物甾醇类激素曝露如何改变基因表达模式了。...DESeq2在内部校正了文库大小差异,因此不需要对输入数据集进行预处理归一化。 注释 最好使用每种实验条件至少三个重复样本,确保足够统计功效。...Salmon quasi-mapping 方法需要一个参考索引来确定准确比对之前位置和方向信息。它允许一种优化转录本识别和定量使用格式提供转录组。...miRNA 靶标的识别 为了预测哪些 miRNA 靶向哪些 mRNA,首先我们需要它们转录组序列, FASTA 格式。现在我们将获取由油菜素内酯诱导 miRNA 序列。...miRNA sequences文件 为了识别上调 miRNA 潜在靶标,有必要获取 FASTA 格式所有下调 mRNA 序列。

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更快处理bam数据—Sambamba

(可直接定义输出文件位置和名称);如果未提供,则结果写入一个 `.sorted.bam` 为扩展名文件 -n: 按read名而不是坐标排序(字典顺序)。...,但会使用更多磁盘空间 -p: 在 STDERR 中显示进度条 -t, --nthreads=NTHREADS: 使用指定数量线程 -F: 仅保留满足 FILTER 条件read。...这对于获取文件元数据很有用 -I: # JSON 格式输出参考序列名称和长度到标准输出。这有助于快速检索关于参考序列信息 -L:#输出与 BED 文件中某些区域重叠读取。...所有输入文件必须具有相同排序顺序(例如,都是按坐标或按read name 排序)。...-F, --filter=FILTER: #仅保留满足 FILTER 条件read;在合并过程中对read进行过滤,仅保留对后续分析有用数据 slice — 切片 用于从BAM 或 FASTA

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Pyfastx:一个快速随机读取基因组数据Python模块

今天介绍一个同门师兄开发 Python 模块:pyfastx,用于快速随机访问基因组序列文件。作品发表在生信顶刊上,必须强行安利一波。...安装 目前,pyfastx 支持 Python 3.5 以上版本,通过pip即可安装。...这里要说明一下顺序迭代和随机读取区别。顺序迭代顾名思义就是从一个文件开始逐条记录往后读,直至最后一条记录。 随机读取就是能够直接访问指定序列,不需要从头读到尾。怎么实现呢?...提取指定序列为例,FASTA 不仅可以提取指定序列,还可以指定序列某一区间。...希望大家多多使用,有什么建议可以跟作者反馈。 好工具和用户是共同成长,祝大家科研顺利。

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生物信息中Python 02 | 用biopython解析序列

上一篇文章生物信息中Python 01 | 从零开始处理基因序列自己造轮子实现了序列基础操作,但是在Python世界里,一项工作只要重复次数多了,那么一定就会有大神来开发相应包来解决,这个包名就是...接下来我们试着使用它来实现简单序列处理。 一、准备工作 1、 按照上一篇下载fasta文件步骤,可以同理得到GeneBank数据格式 ?...2、现在我们目录结构是这样 搭建下面的目录结构参考:搭建 Python 高效开发环境: Pycharm + Anaconda ?...格式文件 fa_seq = SeqIO.read("res/sequence1.fasta", "fasta") # =====获取详细信息===== # 提取基因ID,name # Fasta...("res/sequence1.gb", "genbank") print (gb_seq) # =====获取详细信息===== # 提取基因ID,name # gb文件中序列名包含比fasta

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Python 玩转常用生物序列

一、准备工作 1、获取感兴趣基因,蛋白质,转录本等生物序列 FASTA 或 GenBank 这里举例,进入 NCBI 获取GeneBank / FASTA 数据格式 比如查看 POU5F1 基因...2、搭建 Python 环境与项目目录 现在我们目录结构是这样 ?...搭建目录结构及Python环境参考:https://blog.csdn.net/u011262253/article/details/105902060 二、操作生物序列 1、读取常见序列文件格式(fasta...", "fasta") # =====获取详细信息===== # 提取基因ID,name # Fasta 文件中序列名所在行第一个词被作为 id 和 name print ("id: ", fa_seq.id...IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry ) 是一个制定化学相关标准组织,Biopython 所使用编码表就是由它制定,想了解详细细节可以参考

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爬虫 (十八) 如何通过反编译理解 for 循环 (十)

由于列表是一个有序元素序列,所以循环也是以相同顺序遍历这些元素 带有 else 子句 for 循环 Python for 循环可以选择是否关联一个 else 子句。...else 子句中代码块是在 for 循环完成后才开始执行,即在迭代对象中所有元素都遍历完毕之后。现在我们看一下如何扩展前面的示例包含一个 else 条件(子句) ?...我们很多时候会遇到这样一种情况,当满足某种条件时,中途结束 for 循环。且如果这个条件一直未满足,则希望执行另一组语句。我们通常使用布尔类型标记实现,下面是一个例子 ? 调用结果: ?...这表示从列表获取一个迭代器(当前为 TOS),然后将迭代器推送给 TOS 6 FOR_ITER 12 (to 20) 该指令获取 TOS,作为当前迭代器, 并调用 next() 方法 如果 next(...(栈顶元素),即将函数返回值从栈中移除(弹出) 18 JUMP_ABSOLUTE 6 此时字节码计数器为 “6”,这表示下一条指令将执行 "6 FOR_ITER"。

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pythonfor循环是什么循环_while循环用法举例

else 子句中代码块是在 for 循环完成后才开始执行,即在迭代对象中所有元素都遍历完毕之后。现在我们看一下如何扩展前面的示例包含一个 else 条件(子句)。...我们很多时候会遇到这样一种情况,当满足某种条件时,中途结束 for 循环。且如果这个条件一直未满足,则希望执行另一组语句。我们通常使用布尔类型标记实现,下面是一个例子。...可迭代对象与迭代器 可迭代对象 在上一节,我们使用术语 iterable 来表示循环中被迭代对象。现在我们来试着了解一下 Python iterable 对象是什么。...我们可以调用 dis.dis 方法获得可读性高字节码。在终端上运行以下命令。 更多Python视频、资料、代码加群531509025免费获取 反编译输出每列表示以下内容: 1....这表示从列表获取一个迭代器(当前为 TOS),然后将迭代器推送给 TOS。 6 FOR_ITER 12 (to 20) 该指令获取 TOS,作为当前迭代器, 并调用 next() 方法。

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使用biopython处理序列数据

序列是基因组学数据基本单位,对于序列先关信息存储,有以下两种常用文件格式 1. fasta 2. genebank 通过biopython, 我们可以方便读取这些格式文件,并提取其中信息。...Bio.SeqIO 其中Bio.Seq表示最原始序列对象,是最核心模块,提供了序列格式化,反向互补,碱基计数等基本功能;Bio.SeqRecord表示序列记录,在序列对象基础上,进一步添加了序列...Seq('ATCGTACGATCT') >>> my_seq Seq('ATCGTACGATCT') 在该模块中,为序列对象提供了python字符基础操作,比如比较,大小写转换,切片,切分,连接, 格式化等操作...除了for循环遍历,也可以直接返回列表,示例如下 >>> records = list(SeqIO.parse('input.fasta', 'fasta')) >>> records[0] SeqRecord..."genbank", "out.fasta", "fasta") 以上3个子模块层层渐进,构建了biopython处理序列数据完整生态,对于使用者而言,通过简单几句代码,就可以完成基本序列操作,对于开发者而言

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视频 | 学习Linux进行GTF解析

2.3 软件安装几种传统方式 2.3.1 系统包管理器安装 2.3.2 下载二进制文件 2.3.3 源码编译安装 2.3.4 Python安装 2.3.5 Anaconda两个福利 2.3.6...4.8 命令行处理 命令行处理命令 4.9 进程和作业控制 5 Bioinfo tools 5.1 寻找Cas9同源基因并进行进化分析 5.2 如何获取目标基因转录因子(上)——biomart下载基因和...BioMart数据下载 5.3 如何获取目标基因转录因子(下)——Linux命令获取目标基因TF 5.3.1 1. 基础回顾 5.3.2 2. 文件格式处理 5.3.3 3....6.4 计算GTF文件中基因所拥有的平均转录本数目 6.5 生成一个多行Fasta测试序列供后续运算 (也可使用我们前面提供脚本生成) 6.6 test.fa中序列全转成大写 6.7 计算多行FASTA...6.15 如何使用bedtools其它工具或其它Linux命令实现bedtools jaccard子功能? 6.16 如何基于原始md文档生成这个目录?

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数据集中存在错误标注怎么办? 置信学习帮你解决

标签错误用红色框表示,绿色表示本体论问题,蓝色表示多标签图像 上图显示了使用置信学习发现 2012 ILSVRC ImageNet 训练集中标签错误例子。...---- 置信学习(CL)已成为监督学习和弱监督一个子领域,可以被用于: 描述标签噪声 查找标签错误 学习噪声标签 发现本体论问题 CL 基于噪声数据剪枝原理,通过计数对噪声进行评估,并对实例进行排序进行置信训练...噪标签与不带噪标签置信联合与估计联合分布置信学习过程及实例,其中,y~ 表示观察到噪声标签,y* 表示潜在未损坏标签 从上图可以看出,CL 需要两个输入: 样本外预测概率(矩阵大小:类样本数...) 噪声标签(矢量长度:示例数) 出于弱监督目的,CL 包括三个步骤: 估计给定噪声标签和潜在(未知)未损坏标签联合分布,充分描述类条件标签噪声 查找并删除带有标签问题噪音示例 去除训练误差...我们条件允许每个例子和每个类预测概率中有错误出现。 置信学习是如何工作? ---- 为了了解 CL 是如何工作,让我们假设我们有一个包含狗、狐狸和牛图像数据集。

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数据集中存在错误标注怎么办? 置信学习帮你解决

标签错误用红色框表示,绿色表示本体论问题,蓝色表示多标签图像 上图显示了使用置信学习发现 2012 ILSVRC ImageNet 训练集中标签错误例子。...---- 置信学习(CL)已成为监督学习和弱监督一个子领域,可以被用于: 描述标签噪声 查找标签错误 学习噪声标签 发现本体论问题 CL 基于噪声数据剪枝原理,通过计数对噪声进行评估,并对实例进行排序进行置信训练...噪标签与不带噪标签置信联合与估计联合分布置信学习过程及实例,其中,y~ 表示观察到噪声标签,y* 表示潜在未损坏标签 从上图可以看出,CL 需要两个输入: 样本外预测概率(矩阵大小:类样本数...) 噪声标签(矢量长度:示例数) 出于弱监督目的,CL 包括三个步骤: 估计给定噪声标签和潜在(未知)未损坏标签联合分布,充分描述类条件标签噪声 查找并删除带有标签问题噪音示例 去除训练误差...我们条件允许每个例子和每个类预测概率中有错误出现。 置信学习是如何工作? ---- 为了了解 CL 是如何工作,让我们假设我们有一个包含狗、狐狸和牛图像数据集。

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