SequenceAlignment/Map (SAM) 文件格式详解
"这是关于SAM(Sequence Alignment/Map)文件格式的详细介绍,主要应用于生物信息学领域。SAM格式是一种由TAB分隔的文本格式,包含可选的头信息部分和必需的对齐信息部分。头信息行以'@'开头,对齐信息行则不包含。每个对齐行有11个强制字段,用于提供基本的映射位置信息,以及可变数量的可选字段,用于灵活或特定于比对器的信息。文档版本为354b495,日期为2015年11月18日。给出的例子展示了如何表示不同类型的序列对齐,如读取对、嵌合读取和分割对齐。" 在生物信息学中,SAM文件格式是处理高通量测序数据时广泛使用的标准格式,主要用于存储DNA序列与参考基因组的比对结果。这种格式的灵活性使其成为多种比对工具(如BWA, Bowtie等)的输出格式。 1. SAM文件结构: SAM文件由两大部分组成:头信息(Header)和对齐记录(Alignment Records)。头信息部分提供了关于参考序列、比对参数等元信息,而对齐记录部分则包含了具体的序列比对信息。 2. 头信息: 头信息以'@'字符开头,通常包含参考序列的定义、比对程序的版本信息等。例如,`@SQ`行用于定义参考序列,`@RG`行用于定义读取组(Read Group),这在处理多个样本或实验条件的数据时尤其重要。 3. 对齐记录: 对齐记录不以'@'开头,包含11个必需字段,如下: - QNAME:读取名称。 - FLAG:位标志,编码了多种对齐属性,如正链/反链、是否多映射等。 - RNAME:参考序列名称。 - POS:对齐位置的碱基数,从1开始计数。 - MAPQ:映射质量分数。 - CIGAR:CIGAR字符串,描述了序列对齐的结构。 - RNEXT:下一个片段所在的参考序列名(用于配对读取)。 - PNEXT:下一个片段的对齐位置。 - TLEN:模板长度,即两个配对片段之间的距离。 - SEQ:序列,可能含有剪切的碱基。 - QUAL:质量分数,通常以ASCII码表示。 4. 可选字段: 在这11个必需字段之后,可以有任意数量的可选字段,以'%'字符后跟一个标签和值的形式出现,例如`XS:A:i3`表示额外的标记信息。 5. 示例解析: 示例中展示了不同类型的对齐情况: - `r001/1`和`r001/2`构成一对读取,它们都在同一位置比对到参考序列上。 - `r003`是嵌合读取,可能表示从两个不同来源的DNA片段组合而成。 - `r004`代表一个分割对齐,序列在参考序列上跨越了多个区域。 6. BAM格式: 虽然SAM是文本格式,为了节省存储空间,通常会将其压缩成BAM(Binary Alignment/Map)格式。BAM保留了所有SAM的信息,但以二进制形式存储,因此更高效。 SAM文件格式在生物信息学中扮演着关键角色,它是分析高通量测序数据的基础,允许研究人员存储、查看和进一步分析大量的序列比对信息。
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