ÚGENO

UGENE es un software informático para bioinformática . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Ayuda a los biólogos a analizar diversos datos de genética biológica , como secuencias , anotaciones, alineamientos múltiples , árboles filogenéticos , ensamblajes NGS y otros. UGENE integra decenas de herramientas biológicas, algoritmos y herramientas originales bien conocidas en el contexto de la genómica , la biología evolutiva , la virología y otras ramas de las ciencias de la vida.

UGENE funciona en sistemas operativos de ordenadores personales como Windows , macOS o Linux . Se distribuye como software libre y de código abierto bajo la Licencia Pública General GNU (GPL) versión 2. Los datos pueden almacenarse tanto localmente como en almacenamiento compartido o en red. La interfaz gráfica de usuario (GUI) proporciona acceso a herramientas predefinidas, lo que permite a usuarios sin experiencia en programación acceder a ellas fácilmente. UGENE también dispone de una interfaz de línea de comandos para ejecutar flujos de trabajo.

Con UGENE Workflow Designer, es posible optimizar un análisis de varios pasos. El flujo de trabajo se compone de bloques como lectores de datos, bloques que ejecutan herramientas y algoritmos integrados, y escritores de datos. Los bloques se pueden crear con herramientas de línea de comandos o un script. Workflow Designer ofrece un conjunto de flujos de trabajo de ejemplo para anotar secuencias, convertir formatos de datos, analizar datos NGS, etc.

Para mejorar el rendimiento, UGENE utiliza procesadores multinúcleo (CPU) y unidades de procesamiento gráfico (GPU) para optimizar algunos algoritmos. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

El software admite las siguientes funciones:

• Crear, editar y anotar secuencias de ácidos nucleicos y proteínas.
• Búsqueda rápida en una secuencia
• Alineamiento de secuencias múltiples : Clustal W y O, MUSCLE , Kalign , MAFFT , T-Coffee
• Cree y utilice almacenamiento compartido, por ejemplo, una base de datos de laboratorio.
• Búsqueda en bases de datos en línea : Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI), Banco de Datos de Proteínas (PDB), UniProtKB/Swiss-Prot , UniProtKB/TrEMBL , servidores DAS
• Búsqueda BLAST local y de NCBI Genbank
• Buscador de marcos de lectura abiertos
• Buscador de enzimas de restricción con lista de enzimas de restricción REBASE integrada ^{[ 5 ]}
• Paquete Primer3 integrado ^{[ 6 ]} para el diseño de cebadores de PCR
• Construcción y anotación de plásmidos
• Clonación in silico mediante el diseño de vectores de clonación.
• Mapeo del genoma de lecturas cortas con Bowtie , BWA, ^{[ 7 ]} y UGENE Genome Aligner.
• Visualice los datos de secuenciación de próxima generación (archivos BAM) utilizando el navegador de ensamblajes UGENE.
• Llamada de variantes con SAMtools ^{[ 8 ]}
• Análisis de datos de RNA-Seq con la plataforma Tuxedo (TopHat, ^{[ 9 ]} Cufflinks, ^{[ 10 ]} etc.)
• Análisis de datos ChIP-seq con la plataforma Cistrome (MACS, ^{[ 11 ]} CEAS, ^{[ 12 ]} etc.)
• Procesamiento de datos NGS brutos
• Integración de los paquetes HMMER 2 y 3
• Visor de cromatogramas
• Búsqueda de sitios de unión de factores de transcripción ( TFBS ) con matriz de ponderación y algoritmos SITECON.
• Búsqueda de repeticiones directas , invertidas y en tándem en secuencias de ADN.
• Alineación de secuencias locales con el algoritmo optimizado de Smith-Waterman.
• Construir (utilizando el método de unión de vecinos PHYLIP integrado , MrBayes, ^{[ 13 ]} o PhyML ^{[ 14 ]} de máxima verosimilitud) y editar árboles filogenéticos.
• Combine varios algoritmos en flujos de trabajo personalizados con UGENE Workflow Designer.
• Ensamblaje de contigs con CAP3 ^{[ 15 ]}
• Visor de estructuras 3D para archivos en formatos Protein Data Bank (PDB) y Molecular Modeling Database (MMDB) ^{[ 16 ]} , con soporte para vista anaglifa.
• Predice la estructura secundaria de las proteínas con los algoritmos GOR IV y PSIPRED.
• Construir diagramas de puntos para secuencias de ácidos nucleicos.
• Alineación del ARNm con Spidey ^{[ 17 ]}
• Búsqueda de señales complejas con ExpertDiscovery ^{[ 18 ]}
• Busque un patrón de resultados de varios algoritmos en una secuencia de ácido nucleico con UGENE Query Designer.
• PCR in silico para el diseño y mapeo de cebadores
• Ensamblador de novo Spade

La vista de secuencia se utiliza para visualizar, analizar y modificar secuencias de ácidos nucleicos o proteínas . Según el tipo de secuencia y las opciones seleccionadas, pueden aparecer las siguientes vistas en la ventana de vista de secuencia:

• Vista de la estructura 3D
• Vista circular
• Vista del cromatograma
• Vista de gráficos: contenido GC, contenido AG y otros
• Vista de diagrama de puntos

El editor de alineamiento permite trabajar con múltiples secuencias de ácidos nucleicos o proteínas : alinearlas , editar el alineamiento, analizarlo, almacenar la secuencia consenso , construir un árbol filogenético, etc.

El visor de árboles filogenéticos ayuda a visualizar y editar árboles filogenéticos. Es posible sincronizar un árbol con el alineamiento múltiple correspondiente utilizado para construirlo.

El proyecto Assembly Browser se inició en 2010 como una propuesta para el Illumina iDEA Challenge 2011. ^{[ 19 ]} El navegador permite a los usuarios visualizar y explorar ensamblajes de secuencias de próxima generación de gran tamaño (hasta cientos de millones de lecturas cortas). Admite los formatos SAM, ^{[ 20 ]} BAM (la versión binaria de SAM) y ACE. Antes de explorar los datos de ensamblaje en UGENE, un archivo de entrada se convierte automáticamente a un archivo de base de datos de UGENE. Este enfoque tiene sus ventajas y desventajas. Las ventajas son que permite visualizar todo el ensamblaje, navegar por él y acceder rápidamente a regiones bien cubiertas. Las desventajas son que la conversión puede llevar tiempo para un archivo grande y requiere suficiente espacio en disco para almacenar la base de datos.

UGENE Workflow Designer permite crear y ejecutar esquemas de flujo de trabajo computacionales complejos . ^{[ 21 ]}

La característica distintiva de Workflow Designer, en comparación con otros sistemas de gestión de flujos de trabajo bioinformáticos, es que estos se ejecutan en un ordenador local. Esto ayuda a evitar problemas de transferencia de datos, a diferencia de otras herramientas que dependen del almacenamiento remoto de archivos y la conectividad a internet.

Los elementos que componen un flujo de trabajo corresponden a la mayoría de los algoritmos integrados en UGENE. El Diseñador de flujos de trabajo también permite crear elementos personalizados. Estos elementos pueden basarse en una herramienta de línea de comandos o en un script.

Los flujos de trabajo se almacenan en un formato de texto especial. Esto permite su reutilización y transferencia entre usuarios.

Un flujo de trabajo puede ejecutarse mediante la interfaz gráfica o iniciarse desde la línea de comandos. La interfaz gráfica también permite controlar la ejecución del flujo de trabajo, almacenar los parámetros, etc.

Existe una biblioteca integrada de ejemplos de flujos de trabajo para convertir, filtrar y anotar datos, con varias canalizaciones para analizar datos NGS desarrolladas en colaboración con el NIH NIAID. ^{[ 22 ]} Hay un asistente disponible para cada ejemplo de flujo de trabajo.

• Secuencias y anotaciones : FASTA (.fa), GenBank (.gb), EMBL (.emb), GFF (.gff)
• Alineamientos de secuencias múltiples : Clustal (.aln), MSF (.msf), Stockholm (.sto), Nexus (.nex)
• Estructuras 3D : PDB (.pdb), MMDB (.prt) ^{[ 16 ]}
• Cromatogramas : ABIF (.abi), SCF (.scf)
• Lecturas cortas: Alineación/Mapeo de secuencias (SAM) (.sam), versión binaria de SAM (.bam), ACE (.ace), FASTQ (.fastq)
• Árboles filogenéticos : Newick (.nwk), PHYLIP (.phy)
• Otros formatos: Bairoch ( información sobre enzimas ), HMM ( perfiles HMMER ), PWM y PFM ( matrices de posición ), SNP y VCF4 (variaciones del genoma).

UGENE es desarrollado principalmente por Unipro LLC ^{[ 23 ]} , con sede en Akademgorodok, Novosibirsk, Rusia. Cada iteración dura aproximadamente 1-2 meses, seguida de una nueva versión . También se pueden descargar instantáneas de desarrollo.

Las funcionalidades que se incluyen en cada versión suelen ser propuestas por los usuarios.

• Software de alineación de secuencias
• Bioinformática
• Biología computacional
• Lista de software bioinformático de código abierto

• Sitio web oficial
• Official website, UniPro
• UGENE podcastArchived 2011-02-10 at the Wayback Machine
• UGENE documentationArchived 2008-09-14 at the Wayback Machine
• UGENE forumArchived 2011-02-10 at the Wayback Machine
• Лучший свободный проект России | Журнал Linux Format - все о Linux по-русскиArchived 2010-12-28 at the Wayback Machine
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