Molekylär Programmering SciLifeLab & KTH · Stockholm

← Data & Kod

Master Schemer

En rundtur bland funktionerna i Master Schemer, vår CAD-liknande editor för scheman inom molekylär programmering. Varje kapitel är en kort skärminspelning. Gå igenom dem i ordning, eller hoppa direkt till den funktion du behöver.

Master Schemer

I Master Schemer är linjer, segment, kort och pilar spårade objekt i stället för enbart streck. En sträng behåller sina domäner, färger, sin sekvens och sina länkar till det den binder, och LaTeX-etiketterna följer med i exporten. Programmet körs på macOS, Windows och Linux och exporterar till SVG och CSV.

Hämta senaste versionen Källkod på GitHub

01

Rita strängar

Börja med strängverktyget. Varje sträng ritas av raka segment som kan rundas till kurvor, och dess 3′-ände får den halva pilspets (”harpun”) som används i handritade DNA-scheman.

  • Strängverktyget med hulling-/harpunändar
  • Mjuka kurvor av raka segment
  • LaTeX-etiketter: storlek, vikt, dra för att placera
  • Redigera en linje; Ctrl+dra för att kopiera

02

Domäner och basparning

Dela upp strängar i namngivna domäner. En domän och dess komplement (a och a*) delar färg, där komplementet ritas ljusare, och antiparallella komplement kan paras.

  • Antiparallella strängar; domänverktyget namnger a / a*
  • Domänpanelen färgar komplement (a* ljusare)
  • Para med baspar: fyllda eller som stegpinnar
  • Förläng en sträng; Draw As DNA

03

Reaktionssteg: klipp, ligera, koppla

Ett schema är en följd av steg. Varje steg ligger på ett kort, och pilar mellan korten visar vad som händer härnäst.

  • Kort som steg; Ctrl+dra för att kopiera ett kort
  • Klippverktyget lämnar klibbiga ändar; flytta isär bitarna
  • Märkta Connect-pilar mellan stegen
  • Join Lines för att ligera; Object → Align

04

Annoteringar och etiketter

Anteckningar och etiketter bär text, matematik och data. Etiketterna följer sin sträng när den flyttas, och dolda anteckningar visas när man håller muspekaren över dem.

  • Anteckningar med radbrytningsruta, matematik och fetstil
  • Etiketter som följer strängen
  • Stilar för hela dokumentet och per etikett
  • Domänsträngar; Data / Data on hover visar dolda anteckningar

05

Sekvenser på rutnätet

Strängar kan ritas i skala: rutnätet räknar baser, och en sträng kan ritas som sin faktiska sekvens.

  • Basmarkeringar och ritning i hela baser
  • Sekvensfältet → Draw as Sequence
  • Anpassa strängar till rutnätet; ställ in baser per ruta
  • View → Draw Strands

06

Renderingsstilar och export

Samma schema kan återges i flera stilar, från platt linjegrafik till stiliserat DNA, och sedan exporteras.

  • Minnesplatser för domänfärger
  • Draw As DNA: mjuk/toon, kontur, band
  • Färga efter sekvens
  • Vyåsidosättningar, färgteman, mörkt läge
  • Exportdialogen

07

Organisera objekt: grupper och bibliotek

När scheman växer håller objektpanelen och grupperna ordning på dem, och biblioteket sparar delar du återanvänder.

  • Objektpanelen: namnge, byt namn, filtrera
  • Grupper med nedborrning
  • Bibliotek: ytblock, färdiga proteiner; Save to Library
  • Högerklicksmenyerna anpassar sig efter markeringen

08

Länkning och sekundärstruktur

Länkar binder ihop objekt så att de rör sig tillsammans, och en sträng kan para med sig själv och bilda hårnålar.

  • Länkar med mönsterfyllning som följer med vid förflyttning
  • Hårnålar: en sträng som parar med sig själv
  • Partiell parning; basparsutseenden och stegpinnelägen
  • Anteckningar med levande objektreferenser

09

Ytförankrade system

Ett genomarbetat exempel: strängar förankrade på en yta, som lämnas över från ett ankare till nästa.

  • Strängar förankrade i det färdiga ytblocket
  • Fästpunkter; överlämning mellan ankare
  • Remove Link; kort med två steg
  • Samma scen i DNA-stil

10

DNA-nanomaskiner: pincetten

Ett genomarbetat exempel: DNA-pincetten, ett gångjärn som en bränslesträng växlar mellan öppet och stängt läge.

  • U-formad gångjärnssträng med armar med svansar
  • En bränslesträng driver växlingen
  • Öppet och stängt läge sida vid sida

11

Strukturmotiv: crossover-plattor

Ett genomarbetat exempel: en dubbel crossover-platta byggd av två helixar, som sedan kopieras till ett gitter.

  • Två helixar; Shift+Cut delar en domän
  • Crossover-strängar och Holliday-korsningen
  • Kopiera plattor till ett gitter

12

DNA-origami

Ett genomarbetat exempel: ett litet DNA-origami, där scaffold-strängen läggs i rader över fyra helixar och hålls på plats av häftsträngar.

  • Scaffold i rader över fyra helixar; hörnradie
  • Häftsträngar med parade crossovers
  • Flip Horizontal; basmarkeringar
  • Namnge och gruppera strukturen

Omritade scheman från litteraturen

Klassiska scheman från litteraturen om DNA-nanoteknik och molekylär programmering, omritade i Master Schemer.

Dirks & Pierce, PNAS 2004
Dirks & Pierce, PNAS 2004
Qian & Winfree, Science 2011
Qian & Winfree, Science 2011
Kishi, Schaus & Yin, Nat. Chem. 2018
Kishi, Schaus & Yin, Nat. Chem. 2018
Zhang & Winfree, JACS 2009
Zhang & Winfree, JACS 2009
Li, Ellington & Chen, NAR 2011
Li, Ellington & Chen, NAR 2011
Zhang et al., Science 2007
Zhang et al., Science 2007
Soloveichik, Seelig & Winfree, PNAS 2010
Soloveichik, Seelig & Winfree, PNAS 2010
Kim & Winfree, Mol. Syst. Biol. 2011
Kim & Winfree, Mol. Syst. Biol. 2011
Yurke et al., Nature 2000
Yurke et al., Nature 2000
Yin et al., Angew. Chem. 2004
Yin et al., Angew. Chem. 2004
Rothemund, Nature 2006
Rothemund, Nature 2006
Hochrein, Li & Pierce, ACS Synth. Biol. 2021
Hochrein, Li & Pierce, ACS Synth. Biol. 2021

Hittat en bugg eller saknar du en funktion? Öppna ett ärende i GitHub-repositoriet.