Top 15 der besten Biologie-Tools für Linux-Systeme

Die Biologie, auch Life Science genannt, ist einer der zentralen Wissenszweige. Es befasst sich mit den lebenswichtigen Prozessen lebender Organismen. Die Geschichte der Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet ist ziemlich alt. Mit der Entwicklung der Computertechnologie haben die Menschen auf diesem Gebiet einige echte Fortschritte erzielt. Von der Überwindung tödlicher Krankheiten bis zur Lösung des Geheimnisses eines lebenden Organismus ist der Computer ein großartiger Begleiter für Biologen. Es gibt viele Open-Source-Biologie-Tools, die da draußen verfügbar sind. Linux ist ein sehr anpassbares Open-Source-Betriebssystem, das von vielen Forschern bevorzugt wird. Wenn Sie also ein Biologe oder Amateurbiologe sind, der nach Linux-Biologiesoftware sucht, sollten Sie sich diese Biologie-Tools für Linux-PCs ansehen, um das Beste aus Ihrem Studium oder Ihrer Forschung herauszuholen.

Beste Biologie-Tools für Linux

Einige Leute haben ein allgemeines Missverständnis, dass Linux keine riesige Softwarebibliothek hat. Aber Sie werden überrascht sein, dass Linux in der Kategorie der bildungs- und forschungsbasierten Software immer noch unschlagbar ist. Das liegt daran, dass die meisten Wissenschaftler und Forscher in der Open-Source-Softwarebewegung sind.

Damit erhalten Sie eine umfangreiche Sammlung von Biologie-Werkzeugen für Linux. Sie sind kostenlos und nicht weniger als jede kostenpflichtige Software. Hier habe ich eine kuratierte Liste von 15 Tools verschiedener Typen erstellt, damit Sie sich keine Mühe machen müssen, sie zu finden. Wenn Sie diesen vollständigen Artikel lesen, hoffe ich, dass Sie die beste Software für das Linux-System finden, die Ihren Anforderungen entspricht.

1. PRÄGUNG

Die Erklärung des Namens der Software lautet European Molecular Biology Open Software Suite. Es ist ein Open-Source-Biologie-Tool für Linux, das für interessierte Menschen auf dem Gebiet der Biologie entwickelt wurde. EMBOSS ist ein leistungsstarkes sequentielles Analysetool. Es ist so etwas wie ein komplettes Paket von Werkzeugen, dessen Funktionen und Möglichkeiten unerklärlich sind.

Hauptfunktionen von EMBOSS

• Es kann schnell sequenzielle Daten aus dem Web crawlen und abrufen.
• EMBOSS wird zum Sequenzalignment, zur Identifizierung von Proteinmotiven, zur Analyse von Nukleotidsequenzmustern usw. verwendet
• Es verfügt über eine integrierte Bibliothek zur Veröffentlichung neuer Open-Source-Tools.
• Damit ist ein erweitertes Präsentationstool zur schnellen Veröffentlichung der abgerufenen Daten integriert.
• Es kann mit zusätzlichen Programmierbibliotheken String-Handling, Mustervergleich, Listenverarbeitung und Datenbankindizierung durchführen.
• Die Integrationsfunktion ist nützlich für die Synchronisierung mit anderen beliebten Tools.

2. NAMD

NAMD ist ein Simulationsprogramm, das speziell für die Simulation riesiger biomolekularer Systeme entwickelt wurde. Dieses Biologie-Tool für Linux ist so leistungsfähig, dass es Millionen von Atomen gleichzeitig verarbeiten kann. Charm++ ist eine C++-basierte Sprache, die zum Schreiben dieses Programms verwendet wird. NAMD verwendet eine Laufzeitumgebung namens Converse zur Ausführung auf parallelen Cluster-basierten Systemen, die dabei hilft, große Mengen an biologischen Daten gleichzeitig zu verarbeiten.

Hauptmerkmale von NAMD

• Die Molekularstruktursimulation wird mithilfe von Visual Molecular Dynamics vorbereitet.
• Es unterstützt verschiedene Arten von Eingabedateien, einschließlich X-PLOR, CHARMM, AMBER usw.
• NAMD verwendet Multi-Time-Step-Integration für die numerische Analyse.
• Benutzer können aus einer breiten Palette von Dynamiksimulationsoptionen wählen.
• Es unterstützt GPU-beschleunigte Verarbeitung.
• Dieses Tool unterstützt Replikat-basiertes Umbrella-Sampling über das Kollektivvariablenmodul.

3. GROMACS

GROMACS ist nicht nur ein weiteres biologisches Simulationstool; vielmehr handelt es sich um ein komplettes Softwarepaket mit integrierten Bau- und Analysewerkzeugen. Dieses vielseitige Biologie-Tool für Linux kann Analysen und Simulationen für Tausende bis Millionen biologischer Partikel durchführen. Es wurde hauptsächlich für die Analyse von biologischen Chemikalien wie Proteinen und Lipiden entwickelt. Mittlerweile wird es aber auch in nicht-biologischen Forschungsbereichen eingesetzt.

Hauptmerkmale von GROMACS

• Dieses Tool ist zwei- bis dreimal schneller als seine Konkurrenten.
• Der Softwarecode ist hochoptimiert für eine schnellere Datenverarbeitung.
• Gromacs ist ziemlich benutzerfreundlich. Die Fehlercodes sind zum leichteren Verständnis mit Klartext geschrieben.
• Das umfangreiche Benutzerhandbuch für dieses Tool ist kostenlos im E-Paper-Format erhältlich.
• Es kann Flugbahndaten in einer kompakten Methode speichern.
• Es hat einige integrierte Tools für die Flugbahnanalyse. Benutzer müssen zu diesem Zweck keine Codes schreiben.
• Es verfügt über einen vollautomatischen Topologie-Builder für Proteine, was sehr nützlich ist.

4. VMD

VMD ist ein fortschrittliches biomolekulares Visualisierungsprogramm, das für Linux entwickelt wurde. Ein Molekularvisualisierungsprogramm ist hauptsächlich ein Programm zum Anzeigen von Molekulardaten mit 3D-Grafiken. VMD kann PDB- oder Proteindatenbankdateien lesen und analysieren und sie in einer strukturierten grafischen Weise wiedergeben. Es kann sogar Moleküle für verschiedene Bedingungen und Fälle simulieren. Somit ist es zu einem sehr nützlichen Programm für die Tiefenforscher der Biologie geworden.

Hauptmerkmale von VMD

• Es kann die externe GPU-Leistung des Computers nutzen.
• Der Entwickler hat keine Beschränkungen für die Anzahl der Moleküle oder andere Parameter vorgenommen. Der RAM ist dein Limit!
• Benutzer können mit dem integrierten Tool ganz einfach PDF-Dateien aus der Standard-3D-Ausgabe generieren.
• VMD kann das Stereoanzeigesystem nutzen, vorausgesetzt, Sie haben es.
• Die umfangreiche Bibliothek integrierter Dateireader unterstützt bis zu 60 verschiedene Dateiformate.
• Forscher können ihre Routinebefehle in der Tcl-Sprache schreiben.

5. simuPOP

SimuPOP ist kein weiteres gewöhnliches Biologie-Tool für Linux. Vielmehr handelt es sich um eine Populationsgenetik-Simulationsumgebung für die Zukunft. Es kann alle populationsbezogenen Probleme analysieren und simulieren. Daher nutzen die Forscher der Biologie dieses Werkzeug, um die Ausbreitung komplexer Krankheiten zu simulieren. simuPOP verwendet Python als zentrale Skriptsprache.

Hauptmerkmale von simuPOP

• Es besteht die Möglichkeit, Informationsfelder an Personen einer Population anzuhängen.
• Es gibt Zahlenbeschränkungen für die Anzahl homologer Chromosomensätze oder anderer Parameter.
• Es verfügt über mehr als 70 integrierte Operatoren für die Populationsanalyse.
• Die erweiterte Skriptschnittstelle gibt Benutzern die Möglichkeit, dieses Programm anzupassen.
• simuPOP hat ein umfassendes Dokumentationssystem für Anfänger.

6. MUSKEL

MUSCLE ist die Abkürzung für den ursprünglichen Softwarenamen MUSCLE MU ltiple S Sequenz C Vergleich von L og- E Erwartung. Es ist ein sehr beliebtes Biologie-Tool für Linux, das zum Erstellen mehrerer Alignments von Aminosäure- oder Nukleotidsequenzen verwendet wird. Außerdem ist es durch seine bessere Genauigkeit und Geschwindigkeit anderen Konkurrenten wie ClustalW2 oder T-Coffee voraus. Es gilt als eines der schnellsten Programme in dieser Kategorie.

Hauptmerkmale von MUSCLE

• Es unterstützt drei verschiedene Proteinprofil-Scoring-Funktionen.
• MUSCLE bietet Diagonal- und Verankerungsoptimierungsfunktionen.
• Das beliebte textbasierte Format FASTA wird in diesem Tool sowohl als Eingabe- als auch als Ausgabedatei verwendet.
• Es bietet einen zusätzlichen Vorteil, der Ausgabedateien in verschiedenen gängigen Formaten wie LUSTALW, MSF, HTML usw. generieren kann.

7. Meerblick

SeaView ist eine normale Multiple-Sequence-Alignment-Software. Aber seine Besonderheit ist, dass es eine sehr gute und einfach zu bedienende grafische Benutzeroberfläche hat. Dieses Paket wird als Backend für verschiedene andere beliebte Tools wie Clustal Omega, Gblocks und PhyML verwendet. Fast Light Toolkit, allgemein bekannt als FLTK, unterstützt die Benutzeroberfläche dieses Programms.

Hauptmerkmale von SeaView

• Es unterstützt die meisten Dateiformate für die DNA- und Proteinsequenzierung, einschließlich NEXUS, MSF, CLUSTAL, FASTA, PHYLIP usw.
• Benutzer können externe Dateien im FASTA-Format für Alignment-Algorithmen importieren.
• Es kann phylogenetische Bäume zeichnen und sie in verschiedenen gängigen Formaten wie PDF, SVG, EPS usw. zum Drucken oder Veröffentlichen generieren.
• SeaView hat einen eingebetteten Downloader zum Herunterladen genetischer Sequenzen aus dem Internet.

8. BAUM-PUZZLE

TREE-PUZZLE ist der neue Name für die Software PUZZLE. Es ist ein sehr beliebtes Biologie-Tool für Linux. Es ist ursprünglich ein konsolenbasierter Baumsuchalgorithmus, der für die Analyse großer Datenmengen verwendet wird. Dieses TREE-PUZZLE-Softwarepaket kann Bäume rekonstruieren, indem es die von Strimmer und von Haeseler beschriebenen Algorithmen verwendet.

Hauptfunktionen von TREE-PUZZLE

• Es verwendet Quartett-Puzzle-Algorithmen.
• Dieses Tool kann Schätzungen der Unterstützung für jede interne Niederlassung automatisch zuweisen.
• TREE-PUZZLE kann Bäume konstruieren, indem es benutzerdefinierte Sätze von Bäumen eingibt.
• Es hat einige Tools, um statistische Tests an den Datensätzen durchzuführen.
• Es kann Parameter und paarweise Entfernungen schätzen.

9. TreeView X

Es ist ein Open-Source-Biologie-Tool zum Konstruieren phylogenetischer Bäume. Baumkonstruktionssoftware ist im Bereich der Biologie sehr wichtig. Aus diesem Grund gilt es als gutes Linux-Biologie-Tool. Es kann Baumdateien mit verschiedenen Dateiformaten lesen.

Hauptfunktionen von TreeView X

• Es hat eine reichhaltige GUI, die auf der C++-Bibliothek wxWidgets basiert.
• Es kann Bäume in verschiedenen bildbasierten Dateiformaten exportieren.
• TreeView X verfügt über eine integrierte erweiterte Druckoption, die beim Formatieren von Druckpapiernummern gemäß den Anforderungen des Benutzers hilft.
• Die Drag-and-Drop-Funktion erhöht die Produktivität bei der Verwendung dieses Tools.

10. UGENE

Es ist eine Open-Source-Biologiesoftware für Linux. UGENE wird für die Analyse verschiedener biologischer Daten verwendet. Heutzutage wird es hauptsächlich zur Genomsequenzierung verwendet. Die analysierten Daten können auf dem Computerspeicher oder sogar in einer gemeinsam genutzten Labordatenbank gespeichert werden. Die grafische Benutzeroberfläche dieses Tools hilft Benutzern, dieses ohne vorherige Programmierkenntnisse zu bedienen. Abgesehen von der GUI hat es auch eine ältere Befehlszeilenschnittstelle, mit der man arbeiten kann.

Hauptmerkmale von UGENE

• Benutzer können Proteinsequenzen einfach erstellen und kommentieren.
• Es kann die mehreren Kerne der Host-CPU und eine separate Grafikkarte nutzen.
• Es verfügt über eine integrierte Integration mit gängigen Bioinformatik-Servern wie PDB, NCBI usw.
• UGENE hat ein integriertes Primer3-Tool für das Design eines PCR-Primers.
• Es verfügt über einen erweiterten Chromatogramm-Viewer.
• Dieses Tool kann mit ExpertDiscovery nach komplexen Signalen suchen.

11. Primer3

Primer3 ist eine der beliebtesten Biologie-Software für Linux. Es ist ein kostenloses und Open-Source-Biologie-Tool für Linux unter der GNU-Lizenz. Dieses Tool wird zum Picken des Primers aus einer DNA-Sequenz verwendet. Dieses Tool hat auch eine alternative Web-Benutzeroberfläche namens Primer3 Plus für diejenigen, die es nicht lokal installieren möchten.

Hauptmerkmale von Primer3

• Benutzer können Sequenzdateien in fast jedem gängigen Dateiformat importieren/hochladen.
• Sequenzen können im Klartext eingefügt werden.
• Es hat viele Anpassungsfunktionen in der Kategorie "Allgemeine und erweiterte Einstellungen".
• Benutzer können in diesem Tool die Sequenzqualität eingeben.
• In diesem Tool gibt es eine spezielle Registerkarte für Strafgewichte.

12. Integrierter Genombrowser

Wie der Name schon sagt, handelt es sich um einen Genom-Browser für Ihren Desktop. Es ist ein kostenloses und Open-Source-Biologie-Tool. Diese Biologie-Software für Linux kann im Internet nach Genomsequenzen suchen. Natürlich können Sie über Ihren normalen Browser nach diesen speziellen Bioinformatikdaten suchen. Aber vertrauen Sie mir, dieser dedizierte Browser wird Ihren Workflow viel schneller machen. Dieses Tool basiert auf dem Genoviz SDK, einer Java-Bibliothek.

Hauptmerkmale des integrierten Genombrowsers

• Dieses Tool kann Daten aus vielen Dateiformaten lesen, darunter BAM, BED, Affymetrix CHP, FASTA, GTF, PSL usw.
• Benutzer können die Ausgabe in jedes druckbare Format wie SVG, PNG oder sogar ein einfach zu verwendendes PDF exportieren.
• Dynamische Zoom- und Scrollfunktionen in Echtzeit.
• Es unterstützt Webdienste im REST-Stil für Anmerkungsfunktionen.

13. LAMPEN

LAMMPS ist eines der beliebtesten Open-Source-Biologie-Tools. Die Abkürzung steht für „L Große Skala A tomisch/M olecular M aktiv P arallel S Nachahmer.“ Es ist eine Allzweck-Molekulardynamik-Software. Heutzutage wird es jedoch häufig im Bereich der biologischen Forschung eingesetzt. Es wird von den Sandia National Laboratories entwickelt und gewartet. Diese Linux-Biologiesoftware verwendet das Message Passing Interface oder das MPI-Protokoll für die parallele Kommunikation zwischen Forschern.

Hauptmerkmale von LAMMPS

• Es verwendet eine effiziente Datenstruktur namens Verlet-Liste, um Partikel in der Nähe zu verfolgen.
• Es kann das volle Potenzial eines parallelen Computersystems nutzen, indem es die Simulationsdomäne in kleinere Subdomänen unterteilt und diese für jeden Prozessor verteilt.
• Dieses Tool ist sehr portabel, da es in C++ erstellt wurde.
• Integrierte Unterstützung für CUDA- und OpenCL-GPU-Rendering-System.
• Benutzer können neue Features und Funktionen einfach erweitern.

14. Mothur

Mothur ist unter Gelehrten eine bekannte Linux-Biologiesoftware. Dieses Softwareprojekt wurde von Dr. Patrick Schloss et al. initiiert. Viele Veröffentlichungen der biologischen Forschung haben diese Software bisher zitiert. Dieses Open-Source-Tool ist ein sehr effizienter Bioinformatik-Datenprozessor. Es wird hauptsächlich für die DNA-Analyse von unkultivierten Mikroben verwendet.

Hauptmerkmale von Mothur

• Es kann Daten verarbeiten, die aus verschiedenen DNA-Sequenzierungsmethoden generiert wurden.
• Fast alle gängigen Methoden werden von diesem Tool unterstützt, einschließlich 454-Pyrosequenzierung, Illumina HiSeq und MiSeq, Sanger, PacBio und IonTorrent.
• Keine anderen Tools können Mothur bei der Analyse von 16S-rRNA-Gensequenzen schlagen.
• Es wird regelmäßig von einer Gruppe bekannter Gelehrter der Biologie gepflegt.

15. PathVisio

PathVisio ist ein kostenloses und quelloffenes Biologie-Tool für Linux. Es wird zum Zeichnen, Bearbeiten und Analysieren biologischer Pfade verwendet. Es hat viele nützliche Funktionen, die in das Paket integriert sind. Benutzer können auch zusätzliche Funktionen über Plugins installieren. Dieses Tool basiert auf Java und kann daher problemlos auf jeder Plattform, einschließlich Linux, installiert werden.

Hauptmerkmale von PathVisio

• Erweiterte Zeichen- und Anmerkungswerkzeuge für Pfade.
• Es kann sogar verschiedene Arten von biologischen Signalwegen analysieren.
• PathVisio verfügt über eine integrierte Integration mit WikiPathways für eine einfachere Veröffentlichung.
• Das Open-Source-Tool Cytoscape kann einfach mit diesem Tool integriert werden.
• Es kann über PathVisioRPC in andere Programmiersprachen integriert werden.

Abschließende Gedanken

Wie Sie sehen, gibt es zahlreiche Werkzeuge für die unterschiedlichen Zwecke, die im Bereich der Biologie benötigt werden. Die Biologie ist ein weites Feld des Wissens und der Forschung. Es ist also offensichtlich, dass Sie nicht alle oben genannten Tools verwenden müssen. Wenn Sie diese kuratierte Liste von Linux-Biologiesoftware ausprobieren, werden Sie herausfinden, welche am besten zu Ihren Arbeiten passt. Und wenn Sie eine Lieblingssoftware in dieser Kategorie haben, können Sie andere darüber informieren, indem Sie unten einen Kommentar hinterlassen.