La biologia, nota anche come scienze della vita, è uno dei rami fondamentali della conoscenza. Si occupa dei processi vitali degli organismi viventi. La storia della ricerca e dello sviluppo in questo campo è piuttosto antica. Con lo sviluppo della tecnologia informatica, gli uomini hanno creato dei veri progressi in questo campo. Dalla conquista di malattie mortali alla risoluzione del mistero di un organismo vivente, il computer è un ottimo compagno per i biologi. Ci sono molti strumenti di biologia open source disponibili là fuori. Linux è un sistema operativo open source molto personalizzabile preferito da molti ricercatori. Quindi, se sei un biologo o un appassionato di biologia dilettante alla ricerca di un software di biologia Linux, potresti voler dare un'occhiata a questi strumenti di biologia per PC Linux per ottenere il massimo dal tuo studio o ricerca.
I migliori strumenti di biologia per Linux
Alcune persone hanno un'idea sbagliata comune che Linux non abbia un'enorme libreria di software. Ma rimarrai sorpreso dal fatto che nella categoria dell'istruzione e del software basato sulla ricerca, Linux sia ancora imbattibile. È perché la maggior parte degli scienziati e dei ricercatori è con il movimento del software open source.
Quindi stai ottenendo una vasta raccolta di strumenti di biologia per Linux. Sono gratuiti e non meno di qualsiasi software a pagamento. Qui ho creato un elenco curato di 15 strumenti di diversi tipi per non doverti preoccupare di trovarli. Se leggi questo articolo completo, spero che troverai il miglior software per il sistema Linux, che soddisfi le tue esigenze.
1. IMPRESSO
La spiegazione del nome del software è European Molecular Biology Open Software Suite. È uno strumento di biologia open source per Linux creato per le persone interessate nel campo della biologia. EMBOSS è un potente strumento di analisi sequenziale. È in qualche modo un pacchetto completo di strumenti le cui caratteristiche e possibilità sono inspiegabili.
Caratteristiche principali di EMBOSS
- Può eseguire rapidamente la scansione e recuperare dati sequenziali dal Web.
- EMBOSS viene utilizzato per l'allineamento della sequenza, l'identificazione del motivo proteico, l'analisi del pattern della sequenza nucleotidica, ecc.
- Ha una libreria integrata per il rilascio di nuovi strumenti open source.
- Uno strumento di presentazione avanzato è integrato con questo per una rapida pubblicazione dei dati recuperati.
- Può eseguire la gestione delle stringhe, la corrispondenza dei modelli, l'elaborazione degli elenchi e l'indicizzazione del database utilizzando librerie di programmazione aggiuntive.
- La funzione di integrazione è utile per la sincronizzazione con altri strumenti popolari.
2. NAMD
NAMD è un programma di simulazione sviluppato appositamente per simulare enormi sistemi biomolecolari. Questo strumento di biologia per Linux è così potente che può elaborare milioni di atomi alla volta in parallelo. Charm++ è un linguaggio basato su C++ utilizzato per scrivere questo programma. NAMD utilizza un ambiente di runtime denominato Converse per l'esecuzione su sistemi paralleli basati su cluster, che aiuta a elaborare enormi quantità di dati biologici alla volta.
Caratteristiche principali di NAMD
- La simulazione della struttura molecolare viene preparata utilizzando Visual Molecular Dynamics.
- Supporta diversi tipi di file di input, inclusi X-PLOR, CHARMM, AMBER, ecc.
- NAMD utilizza l'integrazione multi-time-step per l'analisi numerica.
- Gli utenti possono scegliere tra un'ampia gamma di opzioni di simulazione dinamica.
- Supporta l'elaborazione accelerata dalla GPU.
- Questo strumento supporta il campionamento ombrello basato su replica tramite il modulo delle variabili collettive.
3. GROMACS
GROMACS non è solo un altro strumento di simulazione biologica; si tratta piuttosto di un pacchetto software completo con strumenti di costruzione e analisi integrati. Questo versatile strumento di biologia per Linux può eseguire analisi e simulazioni per migliaia o milioni di particelle biologiche. È stato sviluppato principalmente per l'analisi di sostanze chimiche biologiche come proteine e lipidi. Ma ora viene utilizzato anche in campi di ricerca non biologici.
Caratteristiche principali di GROMACS
- Questo strumento è da due a tre volte più veloce dei suoi concorrenti.
- Il codice del software è altamente ottimizzato per un'elaborazione dei dati più rapida.
- Gromacs è piuttosto intuitivo. I codici di errore sono scritti con testo semplice per una più facile comprensione.
- Il manuale utente completo di questo strumento è disponibile gratuitamente in formato e-paper.
- Può memorizzare i dati di traiettoria in un metodo compatto.
- Ha alcuni strumenti integrati per l'analisi della traiettoria. Gli utenti non devono scrivere alcun codice per questo scopo.
- È dotato di un generatore di topologia completamente automatizzato per le proteine, che è molto utile.
4. VMD
VMD è un avanzato programma di visualizzazione biomolecolare sviluppato per Linux. Un programma di visualizzazione molecolare è principalmente un programma per la visualizzazione di dati molecolari con grafica 3D. VMD può leggere e analizzare file PDB o Protein Data Bank e renderli in modo grafico strutturato. Può persino simulare molecole per diverse condizioni e casi. Così è diventato un programma molto utile per i profondi ricercatori della biologia.
Caratteristiche principali di VMD
- Può utilizzare la potenza della GPU esterna del computer.
- Lo sviluppatore non ha applicato alcuna limitazione per il numero di molecole o altri parametri. La RAM è il tuo limite!
- Gli utenti possono facilmente generare file PDF dall'output 3D standard con lo strumento integrato.
- VMD può utilizzare il sistema di visualizzazione stereo a condizione che tu lo disponga.
- L'ampia libreria di lettori di file integrati supporta fino a 60 diversi formati di file.
- I ricercatori possono scrivere i loro comandi di routine utilizzando il linguaggio Tcl.
5. simuPOP
SimuPOP non è ancora un altro normale strumento di biologia per Linux. Piuttosto è un ambiente di simulazione genetica della popolazione in avanti. Può analizzare e simulare qualsiasi problema relativo alla popolazione. Quindi i ricercatori nel campo della biologia utilizzano questo strumento per simulare la diffusione di malattie complesse. simuPOP utilizza Python come linguaggio di scripting principale.
Caratteristiche principali di simuPOP
- Ha la possibilità di allegare campi di informazioni a individui di una popolazione.
- Ha limiti numerici per il numero di serie omologhe di cromosomi o altri parametri.
- Ha più di 70 operatori integrati per l'analisi della popolazione.
- L'interfaccia di scripting avanzata offre agli utenti la possibilità di personalizzare questo programma.
- simuPOP ha un sistema di documentazione completo per i principianti.
6. MUSCOLO
MUSCLE è l'abbreviazione del nome originale del software MUSCLE MU ltiple S sequenza C o confronto con L og- E aspettativa. È uno strumento di biologia molto popolare per Linux, utilizzato per creare allineamenti multipli di sequenze di amminoacidi o nucleotidi. Inoltre, la sua migliore precisione e velocità lo tengono davanti agli altri concorrenti come ClustalW2 o T-Coffee. È considerato uno dei programmi più veloci in questa categoria.
Caratteristiche principali di MUSCLE
- Supporta tre diverse funzioni di punteggio del profilo proteico.
- MUSCLE fornisce funzionalità di ottimizzazione diagonale e di ancoraggio.
- In questo strumento viene utilizzato il popolare formato basato su testo FASTA sia come file di input che come file di output.
- Offre un ulteriore vantaggio che può generare file di output in diversi formati popolari come LUSTALW, MSF, HTML, ecc.
7. Vista Mare
SeaView è un normale software di allineamento di sequenze multiple. Ma la sua particolarità è che ha un'interfaccia utente grafica molto buona e facile da usare. Questo pacchetto viene utilizzato come backend per diversi altri strumenti popolari come Clustal Omega, Gblocks e PhyML. Fast Light Toolkit, comunemente noto come FLTK, alimenta l'interfaccia utente di questo programma.
Caratteristiche principali di SeaView
- Supporta la maggior parte dei formati di file per il sequenziamento di DNA e proteine, inclusi NEXUS, MSF, CLUSTAL, FASTA, PHYLIP, ecc.
- Gli utenti possono importare file in formato FASTA esterni per gli algoritmi di allineamento.
- Può disegnare alberi filogenetici e generarli in diversi formati comuni come PDF, SVG, EPS, ecc., per la stampa o la pubblicazione.
- SeaView ha un downloader integrato per scaricare sequenze genetiche da Internet.
8. ALBERO-PUZZLE
TREE-PUZZLE è il nuovo nome del software PUZZLE. È uno strumento di biologia molto popolare per Linux. Originariamente è un algoritmo di ricerca ad albero basato su console che viene utilizzato per l'analisi di set di dati di grandi dimensioni. Questo pacchetto software TREE-PUZZLE può ricostruire alberi utilizzando gli algoritmi descritti da Strimmer e von Haeseler.
Caratteristiche principali di TREE-PUZZLE
- Utilizza algoritmi sconcertanti del quartetto.
- Questo strumento può assegnare automaticamente le stime di supporto per ogni filiale interna.
- TREE-PUZZLE può costruire alberi inserendo insiemi di alberi dati dall'utente.
- Ha alcuni strumenti per condurre test statistici sui set di dati.
- Può stimare parametri e distanze a coppie.
9. Vista ad albero X
È uno strumento di biologia open source per la costruzione di alberi filogenetici. Il software per la costruzione di alberi è molto importante nel campo della biologia. Ecco perché è considerato un buon strumento di biologia di Linux. Può leggere file di alberi con diversi formati di file.
Caratteristiche principali di TreeView X
- Ha una ricca GUI basata sulla libreria wxWidgets C++.
- Può esportare alberi in diversi formati di file basati su immagini.
- TreeView X ha un'opzione di stampa avanzata integrata che aiuta a formattare i numeri di carta di stampa in base alle esigenze dell'utente.
- La funzione di trascinamento della selezione aumenta la produttività durante l'utilizzo di questo strumento.
10. UGENE
È un software di biologia open source per Linux. UGENE viene utilizzato per l'analisi di vari dati biologici. Al giorno d'oggi, è principalmente utilizzato per il sequenziamento del genoma. I dati analizzati possono essere archiviati nella memoria del computer o anche in un database di laboratorio condiviso. L'interfaccia utente grafica di questo strumento aiuta gli utenti a gestirlo senza alcuna conoscenza di codifica precedente. Oltre alla GUI, ha anche un'interfaccia a riga di comando legacy con cui lavorare.
Caratteristiche principali di UGENE
- Gli utenti possono creare e annotare facilmente sequenze proteiche.
- Può utilizzare i core multipli della CPU host e può utilizzare una scheda grafica discreta.
- Ha un'integrazione integrata con i più diffusi server di bioinformatica come PDB, NCBI, ecc.
- UGENE ha uno strumento Primer3 integrato per la progettazione di un primer PCR.
- È dotato di un visualizzatore di cromatogrammi avanzato.
- Questo strumento può cercare segnali complessi con ExpertDiscovery.
11. Primer3
Primer3 è uno dei software di biologia più popolari per Linux. È uno strumento di biologia gratuito e open source per Linux con licenza GNU. Questo strumento viene utilizzato per prelevare il primer da una sequenza di DNA. Questo strumento ha anche un'interfaccia utente Web alternativa denominata Primer3 Plus per coloro che non desiderano installarlo localmente.
Caratteristiche principali di Primer3
- Gli utenti possono importare/caricare file di sequenza in quasi tutti i formati di file più diffusi.
- Le sequenze possono essere incollate in testo semplice.
- Ha molte funzioni di personalizzazione nella categoria delle impostazioni generali e avanzate.
- Gli utenti possono inserire la qualità della sequenza in questo strumento.
- In questo strumento è presente una scheda dedicata per i pesi di penalità.
12. Genome Browser integrato
Come suggerisce il nome, è un browser del genoma per il tuo desktop. È uno strumento di biologia gratuito e open source. Questo software di biologia per Linux può cercare sequenze di genomi da Internet. Naturalmente, puoi cercare questi particolari dati bioinformatici tramite il tuo normale browser. Ma fidati di me, questo browser dedicato renderà il tuo flusso di lavoro molto più veloce. Questo strumento si basa su Genoviz SDK, una libreria Java.
Caratteristiche principali del Genome Browser integrato
- Questo strumento può leggere i dati da molti formati di file, inclusi BAM, BED, Affymetrix CHP, FASTA, GTF, PSL, ecc.
- Gli utenti possono esportare l'output in qualsiasi formato stampabile come SVG, PNG o persino PDF di facile utilizzo.
- Funzioni di zoom e scorrimento dinamiche e in tempo reale.
- Supporta i servizi Web in stile REST per le funzionalità di annotazione.
13. LAMPADE
LAMMPS è uno degli strumenti di biologia open source più popolari. L'abbreviazione sta per “L A su larga scala tomico/M M oleculare assiduamente P parallela S imitatore”. È un software di dinamica molecolare generico. Ma al giorno d'oggi, è molto utilizzato nel campo della ricerca biologica. È sviluppato e gestito dai Sandia National Laboratories. Questo software di biologia Linux utilizza l'interfaccia di passaggio dei messaggi o il protocollo MPI per la comunicazione parallela tra i ricercatori.
Caratteristiche principali di LAMMPS
- Utilizza un'efficiente struttura dati chiamata Verlet List per tenere traccia delle particelle vicine.
- Può utilizzare tutto il potenziale di un sistema di calcolo parallelo dividendo il dominio di simulazione in sottodomini più piccoli e distribuendoli per ciascun processore.
- Questo strumento è altamente portabile perché è realizzato in C++.
- Supporto integrato per il sistema di rendering GPU CUDA e OpenCL.
- Gli utenti possono facilmente estendere nuove caratteristiche e funzioni.
14. Madre
Mothur è un noto software di biologia Linux tra gli studiosi. Questo progetto software è stato avviato dal Dr. Patrick Schloss et al. Finora molte pubblicazioni di ricerca biologica hanno citato questo software. Questo strumento open source è un elaboratore di dati bioinformatico molto efficiente. Viene utilizzato principalmente per l'analisi del DNA di microbi non coltivati.
Caratteristiche principali di Mothur
- Può elaborare i dati generati da diversi metodi di sequenziamento del DNA.
- Quasi tutti i metodi più diffusi sono supportati da questo strumento, inclusi 454 pyrosequencing, Illumina HiSeq e MiSeq, Sanger, PacBio e IonTorrent.
- Nessun altro strumento può battere Mothur nell'analisi delle sequenze del gene 16S rRNA.
- Viene mantenuto regolarmente da un gruppo di noti studiosi di biologia.
15. PathVisio
PathVisio è uno strumento di biologia gratuito e open source per Linux. Viene utilizzato per disegnare, modificare e analizzare i percorsi biologici. Ha molte funzioni utili integrate nel pacchetto. Gli utenti possono anche installare funzionalità aggiuntive tramite plug-in. Questo strumento è basato su Java, ed è per questo che può essere facilmente installato su qualsiasi piattaforma, incluso Linux.
Caratteristiche principali di PathVisio
- Strumenti avanzati di disegno e annotazione per i percorsi.
- Può persino analizzare diversi tipi di percorsi biologici.
- PathVisio ha un'integrazione integrata con WikiPathways per facilitare la pubblicazione.
- Lo strumento open source Cytoscape può essere facilmente integrato con questo strumento.
- Può essere integrato con altri linguaggi di programmazione tramite PathVisioRPC.
Pensieri finali
Come puoi vedere, ci sono numerosi strumenti per i diversi scopi necessari nel campo della biologia. La biologia è un vasto campo di conoscenza e di ricerca. Quindi è ovvio che non avrai bisogno di utilizzare tutti gli strumenti sopra menzionati. Se provi questo elenco curato di software di biologia Linux, scoprirai quale si adatta meglio ai tuoi lavori. E, se hai un software preferito in questa categoria, puoi farlo sapere agli altri commentando di seguito.