在酵母（Saccharomyces cerevisiae）基因组中，每条染色体都有两个臂（arm）：左臂（left arm, L）和右臂（right arm, R）。这些臂是以着丝粒（centromere, CEN）为分界点的。为了将染色体序列拆分成左右臂，需要首先确定着丝粒的位置，然后将序列在着丝粒的位置上分割成两个部分。
- 步骤
- 获取酵母基因组的序列和着丝粒位置。
- 解析基因组序列，按照着丝粒位置分割成左右臂。
- 保存左右臂的序列到独立的文件中。
要在基因组中区分左右臂并将序列拆分成左右臂，需要使用 centromere 信息来确定每条染色体的着丝粒位置。然后，基于着丝粒的位置将染色体序列分为左臂和右臂。
如何解析 GFF 文件中的 centromere 信息并将染色体序列拆分为左右臂：
from Bio import SeqIO
# 定义输入文件路径
gff_file_path = "GCA_000146045.2_R64_genomic.gff"
fasta_file_path = "GCA_000146045.2_R64_genomic.fna"
output_left_arms = "left_arms.fasta"
output_right_arms = "right_arms.fasta"
# 解析 GFF 文件，获取每条染色体的最长着丝粒位置
centromere_positions = {}
with open(gff_file_path, "r") as gff_file:
for line in gff_file:
if line.startswith("#"):
continue
fields = line.strip().split("\t")
if fields[2] == "centromere":
chrom = fields[0]
start = int(fields[3])
end = int(fields[4])
length = end - start
if chrom not in centromere_positions or length > (centromere_positions[chrom][1] - centromere_positions[chrom][0]):
centromere_positions[chrom] = (start, end)
# 解析基因组序列，并根据最长的着丝粒位置分割成左右臂
with open(fasta_file_path, "r") as fasta_file, \
open(output_left_arms, "w") as left_arms_file, \
open(output_right_arms, "w") as right_arms_file:
for record in SeqIO.parse(fasta_file, "fasta"):
chrom = record.id
chrom_description = record.description
if chrom in centromere_positions:
cen_start, cen_end = centromere_positions[chrom]
left_arm_seq = record.seq[:cen_start]
right_arm_seq = record.seq[cen_end:]
left_arm_record = record[:cen_start]
right_arm_record = record[cen_end:]
left_arm_record.id = f"{chrom}"
left_arm_record.description = f"{chrom_description} left arm"
right_arm_record.id = f"{chrom}"
right_arm_record.description = f"{chrom_description} right arm"
SeqIO.write(left_arm_record, left_arms_file, "fasta")
SeqIO.write(right_arm_record, right_arms_file, "fasta")
解释步骤
- 解析 GFF 文件：打开 GFF 文件，读取每一行，查找类型为 centromere 的条目，并记录其起始和结束位置。
- 解析基因组序列：使用 SeqIO.parse 读取基因组的 FASTA 文件。
- 分割染色体序列：使用着丝粒的位置将染色体序列分割为左臂和右臂。创建新的记录（左臂和右臂），设置新的 ID 和描述信息。
- 保存左右臂序列：将左右臂序列保存到新的 FASTA 文件中。
注意事项
- 着丝粒位置需要准确。可以从 Ensembl、SGD 或其他基因组数据库中获取。
- 确保输入的 FASTA 文件格式正确，每条染色体的序列都是完整的。
- 此脚本假设输入文件中每条染色体的顺序和命名与着丝粒位置字典中的键一致。如果不一致，需要相应地调整代码。
