ZMBP

Wissenschaftlich Arbeiten mit Computer und Internet

Uni Tuebingen

Kursübersicht

Im Skript suchen

Bioinformatik

Übersicht



Python

Tag 1
1. Einführung
2. Strings
3. Dateien

Tag 2
4. Listen,Schleifen
5. Funktionen

Tag 3
6. Verzweigung
7. Reg.Exp.

Tag 4
8. Dictionaries
9. System/Input

Index

ApE



CLC Workbench

  • Einführung
  • Blast
  • Aligning
  • Cloning
  • Primer Design


Bioinformatik


Programme

Für einen Neulinge ist es schwer die wichtigsten Bioinformatik Programme zu erkennen.
Dieser Kurs versucht einen Einstieg mit dem Schwerpunkt DNA Sequenz Analyse.
Bioinformatik Linkliste IStLS - Information Services to Life Science
Ausführliche Liste mit Links zu verscheidenen Themenbereichen in der Bioinformatik
Biochemistry Linkliste


1. Allround-Programme - Sequenz Analyse

In vielen Laboren werden in der Bioinformatik Allround-Programme eingesetzt.
Diese Programme haben den Vorteil, dass die Daten mit einem ganzen Paket an Programmen ("Software package") analysiert werden können.
Aufwendige Konvertierungen und Umformatierungen entfallen. Auch bieten die Programme meist eine Datenbank zum Verwalten der Sequenzen und Konstrukte.

Nachteilig ist, dass die Programme sehr teuer sind. Außerdem werden die Daten in einem proprietären Format gehalten, das den Austausch erschwert.

Für diese Zusammenstellung wurde der Review von Shaun Webb, Alastair RW Kerr, 2011 verwendet.



CLC Workbench

CLC DNA Workbench
Abb.: CLC DNA Workbench


CLC Bio, Dänemark
http://www.clcbio.com

Linux, Mac, Windows (Java basiert)
Es werden 4 Module angeboten:
CLC Sequence Viewer - kostenloses Programm
CLC Genomic Workbench - umfasst alle anderen Module
CLC Main Workbench - beinhaltet DNA, RNA und Protein Modul

CLC Sequencer ist ein kostenloses Programm und ist gleich aufgebaut wie die anderen Module. Es fehlen einige Werkzeuge im Vergleich zu den andern Modulen, daher kostenlos. Es eignet sich gut, um die Seuencen in einer Datenbank zu halten. CLC Bio bietet auch zu den anderen Modulen 14tägige Testversionen an.

Das Modul CLC DNA Workbench zeigt viele Werkzeuge zu Alignments, Primer Design, Cloning und Phylogenie. Es können noch weitere Plug-ins, z.T. kostenlos nachgeladen werden, es empfiehlt sich die Plugins zu Alignments zu installieren.

CLC Protein und RNA Workbench bieten spezielle Werkzeuge zur RNA und Protein Analyse. Allerdings sind die Tools nicht herausragend.

CLC Genomics ist das teure Paradepferd von CLC Bio. Das Modul enthält Tools zur "Next Generation Sequencing" .

Gutes Hilfesystem und Tutorials.

An ZMBP wird CLC DNA Workbench eingesetzt.

Preise
https://secure.clcbio.com/myclc/store
Seit August 2012 gibt es eine Dtudentenversion für 79$ pro Jahr


LaserGene

 LaserGene - aus dem Manual
Abb.: LaserGene - aus dem Manual


DNAStar
http://www.dnastar.com/

Die Software besteht aus 7 Modulen, die als ganzes gekauft werden können.
DNAStar biten auch Testversionen an.

  • SeqBuilder – Sequenzanalyse und Primer Design
  • SeqMan Pro – Sequenzbearbeitung and SNP Analyse
  • MegAlign – Alignment
  • PrimerSelect – Oligo Primer Design
  • Protean – Protein struktur Analyse
  • GeneQuest – Suche
  • EditSeq – älterer Programmbestandteil ersetzt durch SeqBuilder, wird nur noch für Export/Import

Darüber hinaus bietet DNAStar Programme zur "Next generation Sequenzing" an.
http://www.dnastar.com/t-nextgenhome.aspx



Vector NTI

Vector NTI - aus dem Manual
Abb.: Vector NTI - aus dem Manual


Life Technology
http://www.invitrogen.com/vectornti

Die Software hat eine bewegte Vertriebsvergangenheit. Entwickelt von der Firma InfoMax, aufgekauft von Invitrogen. Bis 2009 wurde das Programm kostenlos abgegeben. Dadurch erhielt das Programm eine weite Verbreitung. Inzwischen wurde die Firma zu Life Technologie.

Aktuell werden zwei Versionen angeboten:

  • Vector NTI Advance (Mac Version 7 nur bis OS 10.3 und Windows)
  • Vector NTI Express (Mac und Windows)

Vector NTI Advance enspricht dem klassischen Programm. Es ist ein umfassendes DNA Sequenzanalyse Programm. Die Stärken liegen der Entwicklung von Konstrukten und in der Verwaltung der Sequenzen.
das Programm besteht aus fünf Modulen:

  • Vector NTI – Sequenz Erstellung, Mapping, Analyse, Annotierung, Illustration und Verwaltung
  • AlignX – Multiple Sequenz Alignment von Proteinen und DNA
  • ContigExpress – DNA Sequenz Assemblierung
  • BioAnnotator – Funktionelle Annotation von Proteinen and DNA
  • GenomBench – Analyse and Annotation von Referenz Genom-DNA Sequenzen

Aus dem Programm können direkt Primer, VeKtoren, Chemikalien etc. bestellt werden.
Außerdem kann direkt in der S.Pombe (jetzt neu unter http://www.pombase.org) Datenbank gesucht werden.



Geneious

Genious - aus dem Manual
Abb.: Genious - aus dem Manual

Biomatters
http://www.geneious.com/

Mac, Windows, Linux
14 Tage Testversion

Sehr umfassendes Programm für DNA- und Protein-Sequenzen;
Primer Design, Clonierung, Suche in Internetdatenbanken (NCBI, Blast, UniProt);
3D Struktur Informationen, Protein Struktur Viewer
Contig Assemblierung



UGENE

UGENE
Abb.: UGENE - aus Web

UniPro, Novosibirsk, Russia
http://ugene.unipro.ru/

Wikipedia

freie Software - Spende

Ungewöhlich grosser Funktionsumfang für eine freie Software.

DNA Sequenzierungs Werkzeuge, Alignments, Blast Suche auch lokal möglich
Promer design (Package Primer3 ist enthalten)
Restrinktionsanalyse (REBASE), Transkriptionsfaktorbindestellen suchen (Sitecon)
Klonierung in silicon
Protein Struktur Viewer
Phylogenetische Werkzeuge (PHYLIP)
"Next generation sequencing" (BAM Dateien)



Jellyfish

Jellyfish - aus der Tour
Abb.: Jellyfish - aus der Tour

http://www.jellyfishsoftware.com

Mac, Windows

Sequenz Analyse Software, Blast Suche, Restrinktionschnittstellen Analyse.
Preisgünstige Alternative (200 USD per Jahr)



MacVector

MacVector - aus Webauftritt MacVector
Abb.: MacVector - aus Webauftritt MacVector

http://www.macvector.com/

Nur Mac
Testversion
Sequenz Analyse, Primer Design, Suche in Internetdatenbanken (NCBI Blast),
Protein Analyse, Multiple Sequenz Alignments,
Phylogenetische Analysen

Wie alle Macprogramme einfach zu bedienen, aber der Austausch zu andern Programmen und Plattformen ist schwierig.



Gene Designer

Gene Designer - aus Tutorial
Abb.: Gene Designer - aus Tutorial

DNA2.0
https://www.dna20.com/genedesigner2/

Wikipedia

Frei - aber mit Registrierung

Klonierung, "Drag and Drop" mit der Maus von einem Konstrukt zu anderen
Suche nach Sequenz Motiven, Restriktionsschnittstellen und "Open reading frames"
Studentenprojekte



Clone Manager

Scientific & Educational Software
http://www.scied.com/pr_cmbas.htm

Windows

Klonierung



QuickGene

QuckGene- aus Web
Abb.: QuckGene- aus Web

CrimsonBase
http://www.crimsonbase.com/

Frei - aber mit Registrierung

Windows und Mac

Das Entwicklerteam aus den Niederlanden legt Wert auf eine benutzerfreunliche Software.
Restrinktionaanalyse der DNA-Sequenzen, Suche und Darstellung der offenen Leserahmen



Serial Cloner

Serial Cloner- aus Web
Abb.: Serial Cloner- aus Web

SerialBasics
http://serialbasics.free.fr/Serial_Cloner.html

freie Software - Donationware

Linux, Mac und Windows

Sequenz analyse, cloning, Alignments, Import/Export aus anderen Programmen




DNADynamo

BlueTractorSoftware
http://www.bluetractorsoftware.co.uk/

Linux, Mac, Windows (Java Programm)

moderater Preis



SimVector

Premier Biosoft
http://www.premierbiosoft.com/plasmid_maps/index.html

nicht frei

"...plasmid maps, restriction analysis and designing cloning experiments."
PremierBiosoft verkauft auch Beacon Designer eine Software für real time PCR.



ApE - A plasmid Editor

Ape - Webauftritt
Abb.: Ape - Webauftritt

http://biologylabs.utah.edu/jorgensen/wayned/ape/

Mac, Windows
Kostenlos, Spenden erwünscht.

DNA Sequenzen bearbeiten, Restriktionschnittstellen, Blast NCBI, Grafiken erstellen.
Simuliert einen Verdau (virtual digest), Annotation der Sequenzen

ApE benutzt ein modifiuiertes GeneBankformat zum speichern der Sequenzen.

Was das Programm macht, macht es gut. Am Zentrum haben wir viele Ape Anwender.

Allerdings weist das Programm nicht so viele Funktionen auf wie die anderen teuren Allround-Programme auf.

ApE wurde von Wayne Davis, Utah entwickelt, der das Programm weiter pflegt. The current stable version, as of June 2010, is 1.17 and the software runs on Windows, Mac, and Unix. The software is free but donations are encouraged.



pDraw

pDraw - aus Web
Abb.: pDraw - aus Webauftritt


AcaClone Software
http://www.acaclone.com/

Windows

shareware - nur mit Lizenz automarische updates, sonst sind nervige manuelle Updates notwendig

Annotationen, DNA Klonierung, Export als Grafiken



GENtle

GENtle - aus Webauftritt
Abb.: GENtle - aus Webauftritt

Magnus Manske
http://gentle.magnusmanske.de/

Windows, Mac, Linux
freie software unter GPLv2+
Sequenzanalyse, PCR und Primer Design, Alignments
wird nur wenig upgedatet




JalView

JalView
Abb.: JalView - aus der Webseite

http://www.jalview.org/

Kostenloses Programm
JalviewLite ist ein online Programm, das auf vielen Seiten benutzt wird (Liste)
Jalview Desktop Programm zum Installieren - Java daher für Windows, Apple und Linux

- Sequenz Alignments bearbeiten
- Phylogenetische Bäume und "principal components analysis (PCA) plots"
- Molecular Struktur und Annotation untersuchen.





EMBOSS
The European Molecular Biology Open Software Suite

emboss

http://emboss.sourceforge.net/

Hauptsächlich Linux, auch Mac und Windows Versionen
ftp://emboss.open-bio.org/pub/EMBOSS/windows/

freie Software unter GPL und LGPL Lizenz

Eine riesige Sammlung von Bioinformatik Werkzeugen.
Die Idee ist eine einheitliche Benutzerschnittstelle zu vereinbaren, damit die Hanhabung einfacher ist.

Jemboss
Abb.: Jemboss

Die Idee eines grafischen Oberfläche und Java Schnittstelle und auf einem Server (Jemboss) wird leider sehr langsam weiterentwickelt.
Mit installiertem Java Web Start (JWS) kann auf der Seite http://emboss.sourceforge.net/Jemboss/jws.html EMBOSS sofort ausprobiert werden.





2. Einzelanwendungen

Oft sind für spezielle Fragestellungen einzelne Programme effektiver


DNA Tools





BioEdit





Blast Client



Motif Mapper
http://www.zmbp.uni-tuebingen.de/plant-physiology/research-groups/harter/berendzen/scripts.html
Kenneth W Berendzen, Uni Tübingen - collection for the analysis of cis-elements based on word counting

JELLYFISH
http://www.cbcb.umd.edu/software/jellyfish/
counting of k-mers in DNA




Protein Tools

RasMol

http://www.openrasmol.org/

Linux, Mac, Windows

Molekül-Betrachtungsprogramm

PyMOL

http://www.pymol.org/

Linix, Mac , Windows
freie software nur für Studenten und Lehrer
Wikipedia

BallView

Projekt Universität Saarland
http://www.ballview.org/

Windows

Molekül-Betrachtungsprogramm





3. Online Programme

Das Internet ist voll von nützlichen Programmen für Bioinforatik Anwendungen. Hier nur ein paar Beispiele.
Die beiden Plattformen Jemboss und Toolkit stellen eine Sammlung von Werkzeugen dar.

Das ist eine künstliche Gruppe, da die Anwendungen in andere Gruppen (Aligments, Protein Tools...) eingefügt werden sollten.

Die Gruppe wurde aus didaktischen Gründen gebildet, um die Technik über eine Internetplattform zu demonstrieren.



Jemboss

siehe unter EMBOSS



Bioinformatics Toolkit, MPI Tübingen

http://toolkit.tuebingen.mpg.de/
Viele Programme zu Suche , Alignment, 2D und 3 D Struktur, Klassifikation
Die Aufgaben werden über einen Server bedient



ClustalW2 - Multiple Sequence Alignment

EMBL-EBI
http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalw2/

Online Tool zum Multiples Sequenzalignment


RNAFold
http://rna.tbi.univie.ac.at/cgi-bin/RNAfold.cgi



Sitecon

http://wwwmgs.bionet.nsc.ru/cgi-bin/mgs/sitecon/sitecon.pl?stage=0

Suche nach "transcription factor binding sites" (TFBS)



Tools am ZMBP

Blast Server

http://134.2.89.93/blast/blast.html
nur aus dem Uni Tübingen Netzwerk aus erreichbar
von außerhalb mit VPN Client

Protein Datenbank wird wöchentlich aktualisiert.



ViroBlast

http://134.2.89.93/viroblast/viroblast.php

Blasten gegen eine eigene Datenbank möglich

Deng W, Nickle DC, Learn GH, Maust B, and Mullins JI. 2007. ViroBLAST: A stand-alone BLAST web server for flexible queries of multiple databases and user's datasets. Bioinformatics 23(17):2334-2336.



Gbrowse

http://134.2.89.93/cgi-bin/gbrowse/arabidopsis/
nur aus dem Uni Tübingen Netzwerk aus erreichbar
von außerhalb mit VPN Client

Informationen zu GBrowse
http://gmod.org/wiki/GBrowse





4. Phylogentische Programme

Hinweis auf Kurs Michael Weiss

Paup*



TreeView



MrBayes



RAxML



Tracer



MacClade



Mesquite



Beast



BEAUTi





5. Microarray



GeneSpring



Mayday

Bioinformatik Uni Tübingen
http://www-ps.informatik.uni-tuebingen.de/mayday/wp/
freie software
Mayday is a workbench for visualization, analysis and storage of microarray data.


Subio Platform

http://www.subio.jp/products/platform
freie software


Dieter Steinmetz, Universität Tübingen, ZMBP - Kursübersicht - Im Skript suchen