文件格式——FASTA

FASTA文件的格式
在生物信息学中，FASTA格式（又称为Pearson格式）是一种基于文本的、用于表示核苷酸序列或氨基酸序列的格式。在这种格式中碱基对或氨基酸用单个字母来表示，且允许在序列前添加序列名及注释。
名字中最后一个字母A，是Alignment的意思,最初是由William. R. Pearson 和 David. J. Lipman在1988年所编写，目的是用于生物序列数据的处理,把FASTA作为这种存储 有顺序的序列数据的文件后缀。

FASTA文件以序列表示和序列作为一个基本单元，各行记录信息如下：

• 第一行是由大于号">"开头的任意文字说明，用于序列标记，为了保证后续分析软件能够区分每条序列，单个序列的标识必须具有唯一性。；
• 从第二行开始为序列本身，只允许使用既定的核苷酸或氨基酸编码符号。通常核苷酸符号大小写均可，而氨基酸常用大写字母。使用时应注意有些程序对大小写有明确要求。文件每行的字母一般不应超过80个字符。

下面给出一个FASTA文件的例子，这是我们人类一个名为EGFR基因的部分序列。

ENSMUSG00000020122|ENSMUST00000138518
CCCTCCTATCATGCTGTCAGTGTATCTCTAAATAGCACTCTCAACCCCCGTGAACTTGGT
TATTAAAAACATGCCCAAAGTCTGGGAGCCAGGGCTGCAGGGAAATACCACAGCCTCAGT
TCATCAAAACAGTTCATTGCCCAAAATGTTCTCAGCTGCAGCTTTCATGAGGTAACTCCA
GGGCCCACCTGTTCTCTGGT
ENSMUSG00000020122|ENSMUST00000125984
GAGTCAGGTTGAAGCTGCCCTGAACACTACAGAGAAGAGAGGCCTTGGTGTCCTGTTGTC
TCCAGAACCCCAATATGTCTTGTGAAGGGCACACAACCCCTCAAAGGGGTGTCACTTCTT
CTGATCACTTTTGTTACTGTTTACTAACTGATCCTATGAATCACTGTGTCTTCTCAGAGG
CCGTGAACCACGTCTGCAAT

另外，有两个地方，我觉得有必要提及：

• 第一，除了序列内容之外，FASTA的头信息并没有被严格地限制。这个特点有时会带来很多麻烦的事情，比如有时我们会看到相同的序列被不同的人处理之后、甚至是在不同的网站上或者数据库中它们的头信息都不尽相同，比如以下的几种情况都是可能存在的。

ENSMUSG00000020122|ENSMUST00000125984
ENSMUSG00000020122|ENSMUST00000125984
ENSMUSG00000020122|ENSMUST00000125984|epidermal growth factor receptor
ENSMUSG00000020122|ENSMUST00000125984|Egfr
ENSMUSG00000020122|ENSMUST00000125984|11|ENSFM00410000138465

这对于程序处理来说，凌乱的格式显然是不合适的。因此后来在业内也慢慢地有一些不成文的规则被大家所使用，那就是，用一个空格把头信息分为两个部分：第一部分是序列名字，它和大于号（>）紧接在一起；第二部分是注释信息，这个可以没有，就看具体需要，比如下面这个序列例子，除了前面gene_00284728这个名字之外，注释信息（length=231;type=dna）给出这段序列的长度和它所属的序列类型。

gene_00284728 length=231;type=dna
GAGAACTGATTCTGTTACCGCAGGGCATTCGGATGTGCTAAGGTAGTAATCCATTATAAGTAACATG
CGCGGAATATCCGGGAGGTCATAGTCGTAATGCATAATTATTCCCTCCCTCAGAAGGACTCCCTTGC
GAGACGCCAATACCAAAGACTTTCGTAAGCTGGAACGATTGGACGGCCCAACCGGGGGGAGTCGGCT
ATACGTCTGATTGCTACGCCTGGACTTCTCTT

• 第二，FASTA由于是文本文件，它里面的内容是否有重复是无法自检的，在使用之前需要我们进行额外的检查。

下面再说一下每个字母或字符所代表的含义。

• 核苷酸序列：

        A --> adenosine           M --> A C (amino)
        C --> cytidine            S --> G C (strong)
        G --> guanine             W --> A T (weak)
        T --> thymidine           B --> G T C
        U --> uridine             D --> G A T
        R --> G A (purine)        H --> A C T
        Y --> T C (pyrimidine)    V --> G C A
        K --> G T (keto)          N --> A G C T (any)
                                  -  gap of indeterminate length

• 氨基酸序列：

    A  alanine                         P  proline
    B  aspartate or asparagine         Q  glutamine
    C  cystine                         R  arginine
    D  aspartate                       S  serine
    E  glutamate                       T  threonine
    F  phenylalanine                   U  selenocysteine
    G  glycine                         V  valine
    H  histidine                       W  tryptophan
    I  isoleucine                      Y  tyrosine
    K  lysine                          Z  glutamate or glutamine
    L  leucine                         X  any
    M  methionine                      *  translation stop
    N  asparagine                      -  gap of indeterminate length

参考：

https://www.plob.org/article/11672.html
http://liucheng.name/770/

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作者：oddxix
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