Bioclipse

Trabajo realizado por:

Rafael Contreras Iniesta

Gustavo Valiente Moreno

Introducción

Bioclipse es un entorno de desarrollo centrado en el estudio de estructuras biológicas como las cadenas de proteínas, las moléculas, etc.

Está dirigido a químicos y biólogos cuyo campo de trabajo está relacionado con la bio-informática.

Ofrece una extensa librería que permite modificar las propiedades de las estructuras biológicas creadas.

También nos ofrece una gran cantidad de composiciones químicas predibujadas más sencillas. Bioclipse se conecta por Internet a varias bases de datos para actualizar y descargarse nuevos modelos.

Introducción

Bioclipse es un proyecto de código abierto basado en Eclipse Rich Client Platform (RCP).

Como cualquier aplicación RCP, hereda diversos elementos del entorno de desarrollo Eclipse, como: Un sistema de plugins para añadir nuevas

funcionalidades. Una interfaz modificable basado en pestañas. Un sistema de actualización de software. Una gran personalización.

Introducción

La primera versión estable de Bioclipse fue la versión 1.0.1 (el estudio se ha hecho sobre esta versión).

Esta versión contiene los siguientes componentes integrados: La librería química CDK. El visor de moléculas 3D Jmol. El plugin BioJava para análisis de secuencias.

Visión general del entorno

El aspecto que muestra Bioclipse al ser ejecutado por primera vez es el siguiente:

Ventana del navegador de fuentes

Permite navegar por la carpeta raíz establecida en el arranque de Bioclipse.

Es posible cambiar la carpeta raíz seleccionando "Set root folder" en el menú contextual que aparece al hacer clic con el botón derecho en el navegador de fuentes.

Consola de Bioclipse

Muestra mensajes destinados al usuario como mensajes de error, mensajes de información, etc.

Ventana de propiedades

Muestra las características del recurso seleccionado, como el nombre, la ubicación, las propiedades químicas, etc.

Barra de perspectivas

Permite elegir la perspectiva activa entre las que hay disponibles para el recurso seleccionado.

Barra de menú

File: agrupa las tareas típicas de lectura y guardado de documentos.

Edit: agrupa las opciones típicas de edición y búsqueda de documentos.

Operations: permite instalar ejemplos de prueba y estructuras químicas Blue Obelisk en el directorio raíz de Bioclipse.

Barra de menú

Plugin contributions: agrupa los menús de opciones de los plugins instalados.

Window: permite alternar entre las distintas perspectivas disponibles y modificar las preferencias.

Help: muestra la ayuda del programa.

Editores

Los editores permiten modificar las estructuras disponibles.

Aunque los editores más comunes se manejan en modo texto, también hay disponibles otros editores más avanzados, como el JchemPaint.

El entorno permite cambiar el tamaño y la posición de los editores para que Bioclipse tenga el aspecto que se desee. La configuración elegida se queda guardada para sesiones posteriores.

Editor de texto

Se trata de un editor básico para editar texto.

Se utiliza para modificar los ficheros de texto normales y los ficheros no reconocidos por Bioclipse ni por ninguno de los plugins instalados.

No ofrece ninguna funcionalidad especial.

Editor XML

Consiste en un editor XML para editar ficheros de este tipo, como los ficheros .xml, los ficheros .html, etc.

El editor resalta las etiquetas y los atributos XML con distintos colores para facilitar su visión.

Editor JChemPaint

Se trata de un editor visual para editar estructuras químicas, como las moléculas y sus reacciones.

Permite manejar ficheros de muchos formatos distintos, ofreciendo una interfaz transparente a todos ellos.

Aunque aún no está terminado, ofrece la suficiente estabilidad como para ser utilizado normalmente.

Visor JMOL

Es un visor 3D de pequeñas moléculas como cristales y proteínas.

El editor permite rotar y escalar la perspectiva mostrada utilizando el ratón.

También se nos permite modificar los elementos que van a ser mostrados (por ejemplo, permite ocultar los enlaces).

Comunidad de desarrollo

Al tratarse de un proyecto de software libre existe una gran comunidad en la que cualquier usuario puede aportar al desarrollo de la aplicación.

La comunidad dispone de feeds RSS para estar al día de lo que ocurre en torno al proyecto. A través de ellos se informa del lanzamiento de los nuevos componentes añadidos a Bioclipse.

Ademas, en el canal del IRC #bioclipse es posible contactar directamente con los miembros de la comunidad y obtener ayuda sobre cualquier problema con la utilización o el desarrollo de Bioclipse.

Bioclipse

Creación de moléculas

Chemical Markup Language

Para la creación de nuevas moléculas es necesario conocer el formato XML, que permite definir mediante etiquetas la estructura de las moléculas.

El formato utilizado utiliza la extensión .cml basada en XML y apoyada en el entorno de Java, para la definición de moléculas, reacciones...

Chemical Markup Language

Para crear un cml bien formado es necesario conocer las etiquetas necesarias para la formación de las moléculas. Estas son:

<cml> </cml>, estas etiquetas definen el tipo de formato XML <list></list>, entre estas etiquetas se encuentra la lista de

átomos, junto a sus enlaces, puede tener un argumento dictRef que viene inicializado por defecto con el valor cdk:secuence y cdk:model para la siguiente etiqueta <list>

<molecule></molecule>, nos indican el principio y el fin de la molecula, esta etiqueta tiene un identificador que viene por defecto inicializado con el valor m2.

<atomArray></atomArray>, entre estas etiquetas esta la lista de todos los átomos que componen la molécula.

Chemical Markup Language

<atom>, nos permite crear un átomo de la molecula para ello le tenemos que indicar el identificador del átomo, el tipo del elemento al que pertenece el átomo, sus coordenadas en 2 o 3 dimensiones dependiendo del tipo de molecula creada.

<bondArray></bondArray>, al igual que atomArray nos permite crear la lista de enlaces que hay entre los distintos átomos.

<bond>, nos permite crear enlaces entre dos átomos, para ello necesitamos un identificador para el enlace, los identificadores de los dos átomos a los que se refiere y el tipo de enlace, S si es simple, D si es doble, T si es triple.

Crear nuevas moléculas

Todo lo visto en la trasparencia anterior nos sirve para la modificación de las moléculas, ya que si queremos crear una nueva molécula deberemos hacerlo con el icono New, después nos mostrará la siguiente pantalla, en la cual seleccionaremos la opción molecule from SMILES.

Crear nuevas moléculas

El siguiente paso para la creación de las moléculas es darle el nombre a la molécula y especificar mediante corchetes y paréntesis todos los átomos que forman parte de la molécula, por ejemplo si queremos crear la molecula de agua la cadena SMILE sería [H]O[H], que indicaría que esta formada por un oxigeno unido a dos hidrógenos por un enlace simple, después de introducir la cadena puedes comprobar si esta bien formada mediante el botón test.

Crear nuevas moléculas

Justo antes de la creación de la molécula nos pregunta si queremos que nos calcule por defecto las coordenadas en dos dimensiones por lo que no dibujaría la molécula en 2D, si no elegimos esta opción seremos nosotros los que tendremos que dar las coordenadas en 3D para cada átomo y poder visualizar de esta manera la molécula.

De esta forma ya tendremos creada una nueva molécula.

Moléculas creadas: agua

Fórmula : H2O. SMILE: [H]O[H]. Familia: Moléculas

inorgánicas.

Moléculas creadas:agua oxigenada

Fórmula: H2O2. SMILE: [H]OO[H]. Familia: Moléculas

inorgánicas.

Moléculas creadas:amoniaco

Formula: H3N SMILE: [H]N([H])[H]. Familia: Moléculas

inorgánicas.

Moléculas creadas:dióxido de carbono

Fórmula: CO2 SMILE: OCO Familia: estructura

VSEPR.

Moléculas creadas:etanol

Fórmula: C2H6O. SMILE: [H]OC([H])

([H])C([H])([H])[H]. Familia: Alcoholes y

fenoles.

Moléculas creadas:magnetita

Fórmula: O4Fe3. SMILE:

O[Fe]O[Fe]O[Fe]O. Familia: moléculas

inorgánicas, minerales.

Moléculas creadas:metano

Fórmula: CH4. SMILE: [H]C([H])

([H])[H]. Familia: alcanos

lineales.

Moléculas creadas:pirita

Formula: S2Fe. SMILE: S[Fe]S. Familia: moléculas

inorgánicas, mineral sulfuro.

Moléculas creadas:vitamina c

Fórmula: C6H8O6. SMILE: [H]OC([H]

[H])C([H])(O[H])C1([H])(OC(=O)C(O[H])=C1(O[H])).

Familia: vitaminas.

Bibliografía

Pagina web principal de Bioclipse: http://www.bioclipse.net

Wiki de Bioclipse: http://wiki.bioclipse.net Base de datos visual de moléculas:

http://www.educaplus.org/moleculas3d/ Wikipedia: http://es.wikipedia.org/ Ayuda del entorno Bioclipse. Trabajo de Bioclipse de Félix Saavedra Rodríguez y

Carlos del Castillo Ortiz.