바이오파이썬으로 만나는 생물정보학

한주현

파이썬을사랑하는생물정보학자로현업에서유전체데이터분석업무를맡고있다.포스트게놈다부처유전체사업예비전문가교육프로그램에서파이썬프로그래밍을강의하였고,생물정보학자의블로그(https://korbillgates.tistory.com)를운영하며오프라인및온라인에서생물정보학을알리기위해노력중이다.공역서로[니콜라스볼커이야기]가있다.

섹션1.바이오파이썬1장바이오파이썬소개1.1바이오파이썬이란1.2바이오파이썬으로할수있는일들1.3정리1.4연습문제2장바이오파이썬설치2.1아나콘다파이썬설치2.2바이오파이썬설치여부확인2.3바이오파이썬설치(윈도우)2.4바이오파이썬설치(맥/리눅스)2.5바이오파이썬버전업그레이드2.6바이오파이썬삭제2.7JupyterNotebook2.8연습문제3장생물정보학파일포맷소개3.1FASTA/FASTQ3.2SAM/BAM3.3BED3.4VCF3.5GenBank3.6XML3.7JSON3.8정리3.9연습문제4장유전자서열다루어보기:Sequence객체4.1TATABox란4.2객체란4.3Sequence객체소개4.4Sequence객체다루기4.5Bio.SeqUtils모듈활용4.6정리4.7연습문제5장Sequencerecord객체5.1SeqRecord객체5.2SeqRecord객체의속성5.3SeqRecord객체만들기5.4SeqRecord객체간비교하기5.5정리5.6연습문제6장FASTA,FASTQ,GenBank파일:Sequence읽기6.1SeqIO모듈로Sequence파일을읽는두가지방법-FASTA파일읽기6.2SeqIO.parse()메서드로FASTQ파일읽기6.3GenBank파일읽기6.4인터넷을통한파일읽기:CCR5유전자와HIV저항성6.5정리6.6연습문제7장인간과다른동물은얼마나다를까?종간차이점의비밀:MultipleSequenceAlignment7.1MultipleSequenceAlignment준비과정7.2MultipleSequenceAlignment파일읽기7.3Alignment다루기7.4Alignment툴MUSCLE7.5WebLogo로보존서열알아보기7.6계통수그려보기7.7정리7.8연습문제8장원인불명의환자에서나온미지의종찾기:BLAST8.1미지의종발견8.2웹브라우저에서NCBIBLAST실행8.3바이오파이썬으로BLAST실행8.4정리8.5연습문제9장NCBI데이터베이스9.1Entrez9.2EFetch:소아마비를일으키는poliovirus데이터읽기9.3EInfo:Entrez의데이터베이스목록9.4ESearch:Entrez데이터베이스를검색9.5정리9.6연습문제10장단백질의세계로:Swiss-Prot과ExPASy10.1Swiss-Prot10.2ExPASy10.3정리10.4연습문제11장계통분류학분석:Bio.Phylo11.1계통분류학11.2Newick포맷설명11.3바이오파이썬Phylo모듈11.4Phylo모듈로계통수그리기11.5정리11.6연습문제12장시스템생물학지도:KEGG12.1KEGG란12.2해당과정12.3KEGG객체파싱12.4KEGGAPI사용법12.5정리12.6연습문제13장바이오파이썬활용연습문제섹션2.생물정보학파이썬프로그래밍1.프로그래밍시작문항1)Hello,Bioinformatics문항2)변수사용문항3)연산자소개문항4)if-else조건문문항5)if-elif-else조건문문항6)for문문항7)중첩이있는for문문항8)while문문항9)함수문항10)함수-함수에값전달문항11)함수-함수에서값의반환문항12)함수-함수에값전달과반환값받기문항13)하드코딩피하기,사용자로부터값받기문항14)사용자로부터값받기활용문항15)커맨드라인에서인수입력받기문항16)파일읽기문항17)파일쓰기문항18)주석달기문항19)예외처리하기-디버깅문항20)예외처리하기-여러오류들처리하기2.자료형다루기2.1문자열문항21)문자열더하기문항22)문자열반복하여더하기문항23)문자열에서n번째문자출력하기문항24)문자열슬라이싱문항25)문자열길이구하기문항26)문자열대소문자변환하기문항27)문자열n씩건너뛰며출력하기문항28)문자열을n개씩나누어출력하기문항29)문자열순서를거꾸로뒤집어출력하기문항30)문자열바꾸기문항31)역상보서열(reversecomplementsequence)만들기문항32)문자열에서특정문자가있는지확인하기문항33)문자열에서특정문자의index번호출력하기문항34)문자열에서특정문자개수세기문항35)문자열에서특정문자를다른문자로교체하기문항36)문자열에서단어개수세기2.2숫자문항37)주어진수의제곱근구하기문항38)주어진수의절댓값구하기문항39)주어진수의로그값구하기문항40)주어진수의자연로그값구하기문항41)밑이다른로그값구하기문항42)주어진수의반올림값구하기-실수문항43)주어진수의반올림값구하기-정수문항44)난수만들기문항45)로또번호생성기문항46)문자열에서숫자만골라내기2.3리스트문항47)리스트길이구하기문항48)리스트의n번째출력하기문항49)리스트슬라이싱하기문항50)리스트를건너뛰며슬라이싱하기문항51)리스트를거꾸로뒤집기문항52)리스트오름차순정렬하기문항53)리스트내림차순정렬하기문항54)리스트에요소추가하기문항55)리스트의특정위치에요소추가하기문항56)리스트요소제거하기문항57)리스트의특정요소개수세기문항58)리스트내부의최댓값구하기문항59)리스트내부의최솟값구하기문항60)리스트내부의모든요소합구하기문항61)리스트내부의모든요소평균구하기문항62)문자열의특정구분자를기준으로리스트만들기문항63)리스트를특정구분자기준으로문자열만들기문항64)리스트섞기2.4사전문항65)파이썬사전형태알아보기문항66)사전만들기문항67)사전에서요소제거하기문항68)사전에키값이있는지확인하기문항69)사전을이용하여아미노산서열의종류개수세기문항70)사전키출력하기문항71)사전값출력하기문항72)사전키-값모두출력하기문항73)사전값을기준으로정렬하기2.5세트문항74)세트만들기문항75)세트합집합구하기문항76)세트교집합구하기문항77)세트여집합구하기2.6튜플문항78)튜플만들기문항79)튜플의특성3.클래스문항80)객체만드기문항81)객체의속성문항82)객체의메서드문항83)객체의생성자(__init__)문항84)객체의소멸자(__del__)문항85)객체의덧셈(__add__)문항86)객체의비교(__gt__)4.알고리즘소개문항87)재귀알고리즘구현하기문항88)동적계획법구현하기문항89)알고리즘활용-kmer만들기문항90)알고리즘활용-Palindrome찾기5.생물정보학파일다루기5.1FASTA문항91)FASTA파일에서염기개수세기문항92)FASTA파일에서레코드개수세기5.2VCF문항93)VCF파일소개-VCF파일에서header와data분리하기문항94)VCF파일에서샘플개수세기문항95)VCF파일에서Filter열PASS만골라내기문항96)VCF파일에서변이개수세기문항97)VCF파일에서SNP,InDel개수세기문항98)VCF파일에서dbSNP에발견된변이개수구하기문항99)VCF파일에서Ts/Tv비율구하기5.3BED문항100)BED파일이담고있는전체영역구하기

실제로현업에서사용하는바이오파이썬모듈과100개의프로그래밍예제를통해
생물정보학파이썬프로그래밍의기초를쌓을수있는도서!

쏟아지는생물정보빅데이터를처리함에있어배우기쉽고원하는결과를신속하게만들어낼수있는파이썬은이시대의단연인기있는언어다.바이오파이썬은파이썬라이브러리중하나로유전체데이터서열을읽거나생물정보데이터다루기,NCBI와같은웹정보가져오기그리고생물정보분석툴실행등의기능을할수있다.

본도서에서는각장마다바이오파이썬의모듈들을학습할것이다.실무에서뛰고있는의생명연구자및생물정보학에관심이있는분들이연구에즉시활용할수있도록실제생물정보데이터를가지고예제와연습문제를꾸려보았다.또한기초생물정보학파이썬프로그래밍의실력향상을위해100개문항의연습문제도구성하였다.각장의내용을학습하고연습문항을해결하다보면각종생물정보문제를손쉽게해결할수있으리라믿어의심치않는다.

이책의특징
o실제생물정보학예제를활용한바이오파이썬모듈의학습
o실전과같은예제와연습문항으로즉시현업에활용가능
o100개의파이썬문항으로기초생물정보학프로그래밍연습

이책이필요한독자
o바이오파이썬으로생물정보학을배우고싶은의생명연구자
o파이썬으로생물정보학데이터를다루고싶은개발자
o실제코딩문제를해결하며생물정보학파이썬프로그래밍실력을올리고싶은학습자

독자대상
초중급

소스코드다운로드
https://github.com/bjpublic/biopython

최근4차산업혁명과맞물려컴퓨터프로그래밍에대한관심이매우크다.이러한관심에힘입어컴퓨터공학전공자들은물론컴퓨터가아닌타분야연구자및대학생심지어중고등학생들도프로그래밍에관심을갖고학습하고있다.생물정보학분야에서도파이썬은확고한입지를확보하였는데이는다른프로그래밍언어들보다인기가높고사용자가많은언어이다보니기존라이브러리들을활용하여자신의연구에쉽고빠르게적용할수있기때문이다.

본서는파이썬과바이오파이썬을활용하여생물정보학적문제를해결하고생물정보학파이썬프로그래밍실력을높이고싶은독자를대상으로한다.본서로학습하기위해서는생물학과컴퓨터프로그래밍의기초지식이필요하다.기준이높지는않으니걱정하지는말자.컴퓨터프로그래밍에대한기초지식은파이썬스크립트를작성하고실행하는방법을아는정도면된다.생물학지식이필요한경우도고등학교수준정도이면충분하며각장의초반에서설명할것이다.본서가독자여러분의목적에도움이될수있기를희망한다.