Introduzione

Questa pagina presenta una lista di software, librerie e pacchetti utilizzabili su Ubuntu utili nell'ambito della biologia. I contenuti sono divisi in due categorie principali: bioinformatica e chimica computazionale. Nonostante sia una estrema semplificazione degli approcci informatici adottati in biologia, assumiamo per semplicità questi come i filoni principali di ricerca.

Bioinformatica

BioConda

• Sito: https://bioconda.github.io/

• Descrizione: Bioconda è un repository di software per la bioinformatica distribuito sul package manager Conda.

• Licenza: MIT License (più licenze specifiche per i singoli pacchetti)

BioconductoR

• Sito: https://www.bioconductor.org/

• Descrizione: collezione di librerie, pacchetti e dataframe sviluppati per R allo scopo di effettuare calcoli e analisi di dati in ambito omico (principalmente genomica e proteomica, ma non solo).

• Licenza: Artistic License 2.0

Biopython

• Sito: https://biopython.org/

• Descrizione: insieme di tool di programmazione sviluppati in Python. È un progetto collaborativo distribuito per sviluppare librerie e applicazioni Python che soddisfino le esigenze del lavoro del bioinformatico.

• Licenza: il cpdice sorgente viene distribuito con licenza Biopython License

CytoScape

• Sito: https://cytoscape.org/

• Descrizione: piattaforma open source per la visualizzazione di network di interazioni molecolari e pathways biologici. Consente di integrare i network con annotazioni funzionali (ad esempio Gene Ontology), profili di espressione genica e molto altro.

• Licenza: GNU LGPL (Lesser General Public License)

MaxQuant/Perseus

• Sito: https://maxquant.net/

• Descrizione: piattaforma per l’analisi di dati di proteomica quantitativa, in particolare MaxQuant è disegnato specificamente per l’analisi di dataset da spettrometria di massa.

• Licenza: Freeware

Muscle

• Sito: http://www.drive5.com/muscle/

• Descrizione: tool per allineamento multiplo di sequenze. Questo software è particolarmente indicato per eseguire allineamenti strutturali con strutture 3D.

• Licenza: Public Domain

PHYLIP

• Sito: https://evolution.genetics.washington.edu/phylip.html

• Descrizione: pacchetto di programmi per inferire alberi evolutivi e fare analisi filogenetiche.

• Licenza: FOSS

Seaview

• Sito: http://doua.prabi.fr/software/seaview

• Descrizione: semplice editor per la manipolazione di allineamenti multipli.

• Licenza: GNU GPL

T-Coffee

• Sito: http://www.tcoffee.org/

• Descrizione: piattaforma integrata tool per allineamento multiplo di sequenze. Questo software è noto per le sue performance, permette di usare anche profili di struttura secondaria.

• Licenza: GNU GPL, Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License

UGENE

• Sito: http://ugene.net/

• Descrizione: piattaforma integrata per l'analisi di dati biologici come sequenze, annotazioni, allineamenti multipli, alberi filogenetici, assembly NGS e molto altro.

• Licenza: GNU GPL v2.0

Chimica Computazionale

AMBER

• Sito: https://ambermd.org

• Descrizione: software per simulazioni di dinamica molecolare, molto impiegato per la robustezza e l’affidabilità dei force field che implementa.

• Licenza: il core principale di AMBER viene rilasciato sotto licenza proprietaria, i tool di analisi e sviluppo (AMBERTools) vengono rilasciati con licenze GPL o FOSS.

AutoDock

• Sito: http://autodock.scripps.edu/

• Descrizione: suite di tool per eseguire calcoli di docking, predice pose strutturali su come piccole molecole possano legarsi a recettori la cui struttura 3D è nota sperimentalmente.

• Licenza: GNU General Public License, Licenza Apache

ccp4

• Sito: https://www.ccp4.ac.uk/

• Descrizione: il Collaborative Computational Project Number 4 (ccp4) è un progetto istituito nel 1979 per supportare la collaborazione tra ricercatori che lavorano nello sviluppo di software e assemblare una raccolta completa di software per la biologia strutturale. Esiste un progetto derivato (Collaborative Computational Project for Electron cryo-Microscopy - ccp-em) dedicato alla microscopia crioelettronica.

• Licenza: dipenda dai singoli pacchetti della raccolta.

Chimera

• Sito: https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/

• Descrizione: software per la visualizzazione e l'analisi interattiva di strutture molecolari e dati correlati, tra cui mappe di densità, complessi supramolecolari, allineamenti di sequenze, risultati di docking, traiettorie e ensemble conformazionali.

• Licenza: Free per uso non commerciale

GROMACS

• Sito: https://www.gromacs.org/

• Descrizione: software per simulazioni di dinamica molecolare, molto utile per i numerosi tool di analisi post-produzione che offre.

• Licenza: GNU Lesser General Public License (LGPL), version 2.1

Modeller

• Sito: https://salilab.org/modeller/

• Descrizione: Software per la creazione di modelli strutturali di proteine usando l’approccio del homology modeling

• Licenza: Software proprietario: academic nonprofit freeware, Software commerciale

NAMD

• Sito: https://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/

• Descrizione: software per simulazioni di dinamica molecolare, particolarmente adatto per simulazioni avanzate di meta-dinamica (ad esempio Accelerated Molecular Dynamics)

• Licenza: Software proprietario, freeware for noncommercial use

Open Babel

• Sito: http://openbabel.org/wiki/Main_Page

• Descrizione: toolbox per la conversione di formati di file chimici.

• Licenza: GNU GPL v2.0

PyMOL

• Sito: https://pymol.org/

• Descrizione: viewer molecolare di alto livello, ideale per la produzione di materiale da pubblicare o presentare.

• Licenza: la versione attuale di PyMOL è chiusa e a pagamento rilasciata da Schrodinger.

  Esistono progetti open e free ma potrebbero riguardare vecchie versioni forse non più mantenute.

Rosetta

• Sito: https://www.rosettacommons.org/

• Descrizione: software per la modellazione ab initio di macromolecole, punto di riferimento per la predizione di strutture proteiche. Considerato l'intensivo sforzo di calcolo richiesto Rosetta viene distribuito anche come servizio online.

• Licenza: Commerciale, liberamente disponibile per uso accademico

Quantum ESPRESSO

• Sito: https://www.quantum-espresso.org/

• Descrizione: suite per i calcoli della struttura elettronica la modellazione di materiali, si basa sulla teoria del funzionale della densità (DFT).

• Licenza: GNU GPL

VMD

• Sito: http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/

• Descrizione: viewer molecolare particolarmente versatile per la visualizzazione grafica di simulazioni di dinamica molecolare

• Licenza: Distribution specific

Ulteriori risorse online

• BLAST: servizi per l'allineamento locale di sequenze offerto dal NIH.

• Ensembl: browser genomico hostato dal EMBL (European Molecular Biology Laboratory).

• Galaxy: piattaforma integrata per l'analisi di dati genomici, offre numerosi tool da combinare in workflow customizzabili.

• GeneCards: questo portale rappresenta il punto di partenza per reperire una grande quantità di informazioni e annotazioni sui geni umani.

• GenePattern: piattaforma per l'analisi dell'espressione genica (RNA-seq and microarray), copy number variation, proteomica, citometria di flusso e network analysis.

• KEGG Pathway Database: database di pathway metabolici.

• MSA tools: tools online di allineamento multiplo di sequenze, hostato da EMBL (European Molecular Biology Laboratory).

• Reactome: database di pathway metabolici.

• pandas: libreria software scritta per il linguaggio di programmazione Python per la manipolazione e l'analisi dei dati.

• Protein Data Bank: repository di strutture 3D di macromolecole (proteine, acidi nucleici) risolte sperimentalmente.

• PubMed: portale per la ricerca bibliografica di articoli scientifici peer reviewed.

• Taverna: piattaforma per la progettazione e l'esecuzione di workflow.

• UCSC Genome Browser: browser genomico per visualizzare dove mappano i geni sui genomi di diversi organismi

• UniProtKB: repository di annotazioni funzionali di proteine (sperimentali e computazionali).

Ulteriori risorse

• Pagina con ulteriori voci sul wiki internazionale, dalla quale questa guida prende spunto.

CategoryScienza