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Clustal ist ein weitverbreitetes Computerprogramm für Multiples Sequenzalignment Die aktuelle Version ist 2 1 Es gibt dr

Clustal

Clustal ist ein weitverbreitetes Computerprogramm für Multiples Sequenzalignment. Die aktuelle Version ist 2.1. Es gibt drei Varianten des Programms:

Clustal Omega

Basisdaten

Entwickler Des Higgins, Fabian Sievers (Conway Institute, UCD)
Aktuelle Version 1.2.1
(28. Februar 2014)
Betriebssystem Unix, Linux, Mac, MS-Windows
Programmiersprache C++
Kategorie Bioinformatik-Tool
Lizenz GNU General Public License, version 2
www.clustal.org/omega/
Clustal
Basisdaten

Entwickler Gibson T. (EMBL), Thompson J. (CNRS), Higgins D. (UCD)
Aktuelle Version 2.1
(17. November 2010)
Betriebssystem Unix, Linux, macOS, Windows
Programmiersprache C++
Kategorie Bioinformatik-Tool
Lizenz ab Version 2.1 LGPL, davor für akademische Benutzer kostenlos
www.clustal.org

Eingabe / Ausgabe Bearbeiten

Das Programm kann eine große Auswahl Eingabeformate verarbeiten, darunter NBRF/PIR, FASTA, EMBL/Swissprot bzw. UniProt, Clustal, GCC/MSF, GCG9 RSF und GDE.

Die Ausgabe kann in folgenden Formaten erfolgen: Clustal, NBRF/PIR, GCG/MSF, PHYLIP, GDE, NEXUS.

Multiples Sequenzalignment Bearbeiten

Clustal führt drei Hauptschritte durch:

  1. Paarweises Alignment,
  2. einen phylogenetischen Baum erstellen (oder einen benutzerdefinierten verwenden),
  3. den phylogenetischen Baum für das multiple Alignment verwenden.

Diese Schritte werden automatisch durchgeführt, wenn man Do Complete Alignment (Komplettes Alignment durchführen) auswählt. Als weitere Optionen stehen Do Alignment from guide tree (Führe Alignment anhand eines Guide tree) und Produce guide tree only (Nur den Guide Tree erstellen).

Profil Alignments Bearbeiten

Paarweise Alignments werden für alle und gegen alle Sequenzen berechnet; Übereinstimmungen werden in einer Matrix gespeichert. Diese wird anschließend in eine Distanzmatrix (distance matrix) konvertiert, wo der Distanzwert den evolutionären Abstand zwischen jedem Sequenzpaar widerspiegelt.

Aus dieser Distanzmatrix wird anhand eines Neighbor-Joining-Algorithmus zur Clusterbildung (Neighbor-joining clustering algorithm) ein Guide Tree oder ein phylogenetischer Baum konstruiert, der die Reihenfolge vorgibt, in der Sequenzpaare aligniert (angeordnet) und mit vorangegangenen Alignments kombiniert werden sollen. Sequenzen werden an jedem Zweigpunkt progressiv aligniert, wobei mit demjenigen Sequenzpaar begonnen wird, das den geringsten Abstand aufweist.

Einstellungen Bearbeiten

Benutzer können unter Verwendung der Standardeinstellung Sequenzen alignieren, aber von Fall zu Fall ist es sinnvoll, eigene Parameter zu verwenden.

Die Hauptparameter sind gap opening penalty und die gap extension penalty (siehe Sequenzalignment).

Beschleunigte Version Bearbeiten

Eine FPGA-basierte Version des ClustalW Algorithmus wird von der Firma Progeniq angeboten und verzeichnet eine zwanzigfach höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit gegenüber der Software-Implementierung.

Quellen Bearbeiten

  • J. D. Thompson et al. (1997): The ClustalX windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools. In: Nucleic Acids Research. Bd. 25, S. 4876–4882. PMID 9396791
  • R. Chenna et al. (2003): Multiple sequence alignment with the Clustal series of programs. In: Nucleic Acid Research. Bd. 31, S. 3497–3500. PMID 12824352
  • M. A. Larkin et al. (2007): Clustal W and Clustal X version 2.0. In: Bioinformatics. Bd. 23, S. 2947–2948. PMID 17846036
  • F. Sievers et al. (2011): Fast, scalable generation of high-quality protein multiple sequence alignments using Clustal Omega. In: Mol Syst Biol 7. 2011 Oct 11. doi:10.1038/msb.2011.75

Weblinks Bearbeiten

  • EBI: ClustalW (englisch)
  • Clustal Homepage (englisch)
  • Progeniq Pte Ltd, White Paper - Accelerating Intensive Applications at 10x-50x Speedup to Remove Bottlenecks in Computational Workflows
  • Progeniq BoostServe, 1000 CPU Cores

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. See file COPYING, in source archive, abgerufen am 15. Januar 2014
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Veröffentlichungsdatum:
Clustal ist ein weitverbreitetes Computerprogramm fur Multiples Sequenzalignment Die aktuelle Version ist 2 1 Es gibt drei Varianten des Programms ClustalW ein Kommandozeilenprogramm ClustalX mit grafischer Benutzeroberflache Das Programm ist fur Windows Mac OS und Unix Linux verfugbar Clustal Omega ein Kommandozeilenprogramm Das Programm kann viele Sequenzen gt 100 000 schnell und mit grosser Qualitat alignieren Clustal OmegaBasisdatenEntwickler Des Higgins Fabian Sievers Conway Institute UCD Aktuelle Version 1 2 1 28 Februar 2014 Betriebssystem Unix Linux Mac MS WindowsProgrammiersprache C Kategorie Bioinformatik ToolLizenz GNU General Public License version 2 1 www clustal org omega ClustalBasisdatenEntwickler Gibson T EMBL Thompson J CNRS Higgins D UCD Aktuelle Version 2 1 17 November 2010 Betriebssystem Unix Linux macOS WindowsProgrammiersprache C Kategorie Bioinformatik ToolLizenz ab Version 2 1 LGPL davor fur akademische Benutzer kostenloswww clustal org Inhaltsverzeichnis 1 Eingabe Ausgabe 2 Multiples Sequenzalignment 3 Profil Alignments 4 Einstellungen 5 Beschleunigte Version 6 Quellen 7 Weblinks 8 EinzelnachweiseEingabe Ausgabe BearbeitenDas Programm kann eine grosse Auswahl Eingabeformate verarbeiten darunter NBRF PIR FASTA EMBL Swissprot bzw UniProt Clustal GCC MSF GCG9 RSF und GDE Die Ausgabe kann in folgenden Formaten erfolgen Clustal NBRF PIR GCG MSF PHYLIP GDE NEXUS Multiples Sequenzalignment BearbeitenClustal fuhrt drei Hauptschritte durch Paarweises Alignment einen phylogenetischen Baum erstellen oder einen benutzerdefinierten verwenden den phylogenetischen Baum fur das multiple Alignment verwenden Diese Schritte werden automatisch durchgefuhrt wenn man Do Complete Alignment Komplettes Alignment durchfuhren auswahlt Als weitere Optionen stehen Do Alignment from guide tree Fuhre Alignment anhand eines Guide tree und Produce guide tree only Nur den Guide Tree erstellen Profil Alignments BearbeitenPaarweise Alignments werden fur alle und gegen alle Sequenzen berechnet Ubereinstimmungen werden in einer Matrix gespeichert Diese wird anschliessend in eine Distanzmatrix distance matrix konvertiert wo der Distanzwert den evolutionaren Abstand zwischen jedem Sequenzpaar widerspiegelt Aus dieser Distanzmatrix wird anhand eines Neighbor Joining Algorithmus zur Clusterbildung Neighbor joining clustering algorithm ein Guide Tree oder ein phylogenetischer Baum konstruiert der die Reihenfolge vorgibt in der Sequenzpaare aligniert angeordnet und mit vorangegangenen Alignments kombiniert werden sollen Sequenzen werden an jedem Zweigpunkt progressiv aligniert wobei mit demjenigen Sequenzpaar begonnen wird das den geringsten Abstand aufweist Einstellungen BearbeitenBenutzer konnen unter Verwendung der Standardeinstellung Sequenzen alignieren aber von Fall zu Fall ist es sinnvoll eigene Parameter zu verwenden Die Hauptparameter sind gap opening penalty und die gap extension penalty siehe Sequenzalignment Beschleunigte Version BearbeitenEine FPGA basierte Version des ClustalW Algorithmus wird von der Firma Progeniq angeboten und verzeichnet eine zwanzigfach hohere Verarbeitungsgeschwindigkeit gegenuber der Software Implementierung Quellen BearbeitenJ D Thompson et al 1997 The ClustalX windows interface flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools In Nucleic Acids Research Bd 25 S 4876 4882 PMID 9396791 R Chenna et al 2003 Multiple sequence alignment with the Clustal series of programs In Nucleic Acid Research Bd 31 S 3497 3500 PMID 12824352 M A Larkin et al 2007 Clustal W and Clustal X version 2 0 In Bioinformatics Bd 23 S 2947 2948 PMID 17846036 F Sievers et al 2011 Fast scalable generation of high quality protein multiple sequence alignments using Clustal Omega In Mol Syst Biol 7 2011 Oct 11 doi 10 1038 msb 2011 75Weblinks BearbeitenEBI ClustalW englisch Clustal Homepage englisch Progeniq Pte Ltd White Paper Accelerating Intensive Applications at 10x 50x Speedup to Remove Bottlenecks in Computational Workflows Progeniq BoostServe 1000 CPU CoresEinzelnachweise Bearbeiten See file COPYING in source archive abgerufen am 15 Januar 2014 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Clustal amp oldid 210123124