Basic HTML Version
Σ
το πρώτο μέρος αυτής της σειράς άρθρων (τεύχος 5),
είχα γράψει ότι την επόμενη φορά θα παρουσίαζα τα
εργαλεία gcu, chemical calculator, spectrum viewer και
gnome crystal του Gnome. Παρ’ όλα αυτά, προτιμώ τελικά να
παρουσιάσω πρώτα κάτι πιο εντυπωσιακό και με λίγο περισ-
σότερο «κώδικα» από τις άλλες φορές. Υπόσχομαι όμως ότι
στο επόμενο άρθρο τα παραπάνω εργαλεία του Gnome θα
έχουν την τιμητική τους. :)
Τι είναι η ψηφιακή απεικόνιση μορίων
Η ψηφιακή απεικόνιση μορίων (Molecular Visualization) εί-
ναι η διαδικασία της ερμηνείας οπτικών εικόνων των μορίων
στην οθόνη ενός υπολογιστή. Πρέπει να τονιστεί το γεγονός
ότι η ερμηνεία είναι κάτι πιο πολύπλοκο από την απλή προβο-
λή εικόνων σε ένα PC. Γι’ αυτόν το λόγο υπάρχουν εξειδικευ-
μένα προγράμματα που μπορούν να βοηθήσουν τα μέλη της
πανεπιστημιακής κοινότητας και να καταστήσουν τη διαδικα-
σία συγγραφής ενός επιστημονικού άρθρου πιο εύκολη. Αν
μάλιστα συνυπολογίσουμε την ύπαρξη λογισμικού ανοικτού
κώδικα υψηλής ποιότητας στον τομέα αυτό, τότε έχουμε ένα
πραγματικό δώρο για τους επιστήμονες των βιολογικών, κυ-
ρίως, επιστημών.
PyMoL
To PyMol είναι αυτή τη στιγμή ένα από τα κορυφαία open
source προγράμματα στον τομέα αυτό. Όπως αφήνει να εν-
νοηθεί και το όνομά του, είναι φτιαγμένο με τη γλώσσα προ-
γραμματισμού Python και διανέμεται ελεύθερα υπό την άδεια
χρήσης Python license (CNRI Python license). Η εφαρμογή
αναπτύσσεται από την εταιρεία Βιοπληροφορικής Schrödin-
ger, ενώ ταυτόχρονα έχει και μία δραστήρια κοινότητα αποτε-
λούμενη από επιστήμονες και ερευνητές. Δεν είναι τυχαίο άλ-
λωστε το γεγονός ότι περίπου το ένα τέταρτο των δημοσιευ-
μένων τρισδιάστατων εικόνων της επιστημονικής βιβλιογρα-
φίας έχουν κατασκευαστεί με το πρόγραμμα αυτό.
Το PyMol υποστηρίζει δεδομένα προς απεικόνιση από τις
τεχνικές της Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας (Electron Micro-
scopy – EM) και της Κρυσταλλογραφίας Ακτινών Χ (X-Ray
Crystallography – XRC), ενώ παρέχει υποστήριξη για την
απεικόνιση των σημείων σύνδεσης (binding site) πολύπλοκων
μορίων όπως το DNA, RNA κ.ά.
Οι κύριοι άξονες δράσης στους οποίους στηρίζεται η λει-
τουργία του προγράμματος είναι: view, render, animate,
export, present, develop. Οι δύο τελευταίοι άξονες περιλαμ-
βάνουν τη χρήση συμπληρωματικών προγραμμάτων όπως το
AxPyMol και το JyMol, που αποτελούν αντιστοίχως plug–in
για την προβολή τρισδιάστατων μορίων σε προγράμματα πα-
ρουσίασης και πλατφόρμα (βασισμένη στη γλώσσα Java) για
την ανάπτυξη προγραμμάτων ψηφιακής απεικόνισης μορίων
σε δεύτερο επίπεδο, ώστε να ικανοποιηθούν οι ιδιαίτερες
ανάγκες κάθε εργαστηρίου.
Βέβαια, στο PyMol θα βρει κανείς τα απαραίτητα εργαλεία
για να δημιουργήσει από το μηδέν μόρια και φυσικά να επε-
ξεργαστεί έτοιμες δομές από τις επιστημονικές βάσεις δεδο-
μένων. Παρ’ όλα αυτά, συνήθως χρησιμοποιείται για τη δημι-
ουργία επιστημονικού animation μικρού μήκους και την παρα-
γωγή rendered εικόνων για εισαγωγή σε παρουσιάσεις και
άρθρα.
Τα πρώτα βήματα
To PyMol συνεργάζεται με περισσότερους από 30 διαφορε-
τικούς τύπους αρχείων, από .pdb αρχεία για τις πρωτεΐνες,
μέχρι χάρτες μέτρησης ηλεκτρονικής πυκνότητας. Ας δούμε
λοιπόν πώς γίνεται αυτή η διαδικασία για μία πρωτεΐνη. Τα
αρχεία .pdb των πρωτεΐνων, τα οποία αποτελούν διεθνές
πρότυπο και υπάρχουν από την εποχή των διάτρητων καρ-
τών, βρίσκονται σε μεγάλες βάσεις δεδομένων, όπως η
RCSB Protein Data Bank.
Μπαίνοντας κάποιος χρήστης στο web site της RCSB PDB,
μπορεί να κατεβάσει ελεύθερα οποιαδήποτε δομή υπάρχει σε
αυτή τη βάση, αλλά για προχωρημένες λειτουργίες, όπως
υποβολή κάποιας δομής, θα πρέπει να δημιουργήσει λογα-
ριασμό χρήστη. Στο παράδειγμά μας, με μία τυχαία έρευνα
βρίσκουμε τη δομή της πρωτεΐνης Mutant of the Carboxy-
peptidase.
Του Κώστα Μπουκουβάλα <boukouvalas@greeklug.gr>
Linux Labs - Science
Το ταξίδι στο μαγικό κόσμο των μορίων και της
Χημείας συνεχίζεται με το PyMol, με το οποίο
μπορούμε να δημιουργήσουμε τρισδιάστατες
αναπαραστάσεις των χημικών μορίων...
Εργαλεία:
Python, PyMol
Δυσκολία:
URL:
http://pymol.org
Οδηγοί
χρήσης
Linux Inside
58
Ο Κώστας είναι ιδρυτικό μέλος του GREEKLUG.
Χημεία στο linux
(Μέρος 2ο)
Το κεντρικό μενού (πάνω) και το παράθυρο προβολής
(κάτω) του PyMol.
1
Απαραίτητα για τη λειτουργία του PyMol είναι
τα πακέτα της Python αφού σε αυτή τη γλώσσα
βασίζεται το πρόγραμμα.