SAM (פורמט קובץ)

מפת עימוד רצפים (SAM) היא פורמט מבוסס טקסט במקור לאחסון רצפים ביולוגיים אשר עוברים עימוד לרצף ייחוס שפותח על ידי הנג לי ובוב הנדסאקר. הוא פותח כאשר מפתחי מיזם אלף הגנומים רצו להתרחק מפורמט ממפה MAQ והחליטו לעצב פורמט חדש. העיצוב הכולל המופרד ב-TAB של הפורמט הגיע מפורמט מוקדם יותר בהשראת ה-PSL של התוכנה BLAT. השם של SAM הגיע מ-גאבור מארס מאוניברסיטת יוטה, שבמקור היה לו פורמט תחת אותו שם אבל עם תחביר שונה, יותר דומה לפלט של BLAST. הוא נמצא בשימוש נרחב לאחסון נתונים, כגון רצפי נוקלאוטידים, שנוצרו על ידי הדור הבא של טכנולוגיות הריצוף, והתקן הורחב כך שיכלול רצפים לא ממופים. הפורמט תומך ברידים קצרים וארוכים (עד 128 מגה-בייט) המיוצרים על ידי פלטפורמות ריצוף שונות ומשמש לאחזקת נתונים ממופים בתוך ערכת הכלים לניתוח הגנום (GATK) וברחבי מכון Broad, מכון Wellcome Sanger, ולאורך פרויקט 1000 הגנומים.

 פורמט 
פורמט SAM מורכב מכותרת ומקטע עימוד. המקבילה הבינארית של קובץ SAM היא קובץ (Binary Alignment Map) BAM, המאחסן את אותם נתונים בייצוג בינארי דחוס. ניתן לנתח ולערוך קובצי SAM באמצעות התוכנה SAMtools. קטע הכותרת חייב להיות לפני קטע העימוד אם הוא קיים. כותרות מתחילות בסמל '@', שמבדיל אותן מקטע העימוד. לקטעי עימוד יש 11 שדות חובה, כמו גם מספר משתנה של שדות אופציונליים.
אל"םשדהסוּגתיאור קצר1QNAMEחוּטתבנית שאילתה NAME2FLAGIntFLAG חלקית3RNAMEחוּטרצף הפניות NAME4POSIntמיפוי POSition מבוסס 1 השמאלי ביותר5MAPQIntאיכות מיפוי6CIGARחוּטCIGAR string7RNEXTחוּטרפ. שם בן/בת הזוג/הקריאה הבאה8PNEXTIntמיקום בן הזוג/הקריאה הבאה9TLENIntאורך התבנית שנצפה10SEQחוּטקטע רצף11QUALחוּטASCII של בסיס בקנה מידה Phred QUALity+33

 תיאור 
 מהמפרט: 

 QNAME: תבנית שאילתה NAME. קריאות/קטעים בעלי QNAME זהה נחשבים מגיעים מאותה תבנית. QNAME '*' מציין שהמידע אינו זמין. בקובץ SAM, קריאה עשויה לתפוס מספר שורות יישור, כאשר היישור שלה הוא כימרי או כאשר ניתנים מיפויים מרובים.
 FLAG: שילוב של FLAGs bitwise Decoding SAM flags
 RNAME: רצף התייחסות NAME של היישור. אם קיימות שורות כותרות @SQ, RNAME (אם לא '*') חייב להיות נוכח באחד מתגי SQ-SN. לקטע לא ממופה ללא קואורדינטה יש '*' בשדה זה. עם זאת, קטע לא ממופה עשוי להיות בעל קואורדינטה רגילה כך שניתן למקם אותו במיקום רצוי לאחר המיון. אם RNAME הוא '*', לא ניתן להניח הנחות לגבי POS ו-CIGAR.
 POS: מיקום מיפוי 1-מבוסס השמאלי ביותר של הבסיס התואם הראשון. לבסיס הראשון ברצף ייחוס יש קואורדינטה 1. POS מוגדר כ-0 עבור קריאה לא ממופה ללא קואורדינטה. אם POS הוא 0, לא ניתן להניח הנחות לגבי RNAME ו-CIGAR.
 MAPQ: איכות מיפוי. זה שווה ל-10 log10 Pr{מיקום המיפוי שגוי}, מעוגל למספר השלם הקרוב ביותר. ערך 255 מציין שאיכות המיפוי אינה זמינה.
 CIGAR: מחרוזת תמציתית Idiosyncratic Gapped Alignment Report (CIGAR).
 RNEXT: שם רצף הפניה של היישור הראשי של ה-NEXT שנקרא בתבנית. לקריאה האחרונה, הקריאה הבאה היא הקריאה הראשונה בתבנית. אם קיימות שורות כותרות @SQ, RNEXT (אם לא '*' או '=') חייב להיות נוכח באחד מתגי SQ-SN. שדה זה מוגדר כ-'*' כאשר המידע אינו זמין, ומוגדר כ-'=' אם RNEXT הוא RNAME זהה. אם לא '=' ולקריאה הבאה בתבנית יש מיפוי ראשי אחד (ראו גם סיביות 0x100 ב-FLAG), שדה זה זהה ל-RNAME בשורה הראשית של הקריאה הבאה. אם RNEXT הוא '*', לא ניתן להניח הנחות ב-PNEXT ובביט 0x20.
 PNEXT: מיקום היישור הראשי של ה-NEXT שנקרא בתבנית. הגדר כ-0 כאשר המידע אינו זמין. שדה זה שווה ל-POS בשורה הראשית של הקריאה הבאה. אם PNEXT הוא 0, לא ניתן להניח הנחות ב-RNEXT ובביט 0x20.
 TLEN: אורך תבנית נצפית חתום. אם כל הקטעים ממופים לאותה הפניה, אורך התבנית הנצפית ללא סימן שווה למספר הבסיסים מהבסיס הממוף השמאלי ביותר לבסיס המופה הימני ביותר. לקטע השמאלי ביותר יש סימן פלוס ולצד הימני ביותר יש סימן מינוס. הסימן של קטעים באמצע אינו מוגדר. הוא מוגדר כ-0 עבור תבנית מקטע בודד או כאשר המידע אינו זמין.
 SEQ: קטע SEQuence. שדה זה יכול להיות '*' כאשר הרצף אינו מאוחסן. אם לא '*', אורך הרצף חייב להיות שווה לסכום האורכים של פעולות M/I/S/=/X ב-CIGAR. '=' מציין שהבסיס זהה לבסיס הייחוס. לא ניתן להניח הנחות על מקרי המכתבים.
 QUAL: ASCII של QUALity בסיס פלוס 33 (זהה למחרוזת האיכות בפורמט Sanger FASTQ ). איכות בסיס היא ההסתברות לשגיאת בסיס בקנה מידה של phred השווה ל-10 log10 Pr{הבסיס שגוי}. שדה זה יכול להיות '*' כאשר האיכות אינה מאוחסנת. אם לא '*', SEQ לא חייב להיות '*' ואורך המחרוזת האיכותית צריך להיות שווה לאורך של SEQ.

 דגלים של Bitwise 
השדה FLAG מוצג כמספר שלם בודד, אך הוא סכום דגלים בשיטת סיביות לציון תכונות מרובות של יישור קריאה. כל תכונה מציינת ביט אחד בייצוג הבינארי של המספר השלם.
+דגלים של Bitwiseמספר שלםבינאריתיאור (פירוש קריאה משולב)1000000000001תבנית בעלת תבניות מרובות ברצף (קריאה מותאמת)2000000000010כל קטע מיושר כראוי בהתאם ליישור (קרא ממופה בזוג מתאים)4000000000100פלח לא ממופה (קרא1 לא ממופה)8000000001000הפלח הבא בתבנית לא ממופה (קרא2 לא ממופה)16000000010000SEQ בהשלמה הפוכה (read1 בהשלמה הפוכה)32000000100000SEQ של הקטע הבא בתבנית בהשלמה הפוכה (read2 בהשלמה הפוכה)64000001000000הקטע הראשון בתבנית (הוא read1)128000010000000הקטע האחרון בתבנית (הוא read2)256000100000000לא יישור ראשוני512001000000000יישור נכשל בבדיקות איכות1024010000000000PCR או שכפול אופטי2048100000000000יישור משלים (למשל יישור ספציפי, יכול להיות חלק מקריאה מפוצלת או אזור קשור)
תכונות FLAG נסכמות כדי לקבל את הערך הסופי, למשל שורת SAM הנובעת מרשומת FASTQ מצמדת של Illumina בעלת ערך FLAG 2145 תציין:
ערך הדגלמַשְׁמָעוּתסכום דגל1קריאה משויכת132read2 הושלם הפוך3364לקרוא 1972048יישור משלים2145

 שדות אופציונליים 
מהמפרט:

הסוג יכול להיות אחד מ- A (תו), B (מערך כללי), f (מספר אמיתי), H (מערך הקסדצימלי), i (מספר שלם) או Z (מחרוזת).
תיוגסוגהסברAMiאיכות המיפוי הקטנה ביותר בתבנית ללא תלות בתבניתASiציון יישור שנוצר על ידי מיישרBCZרצף ברקוד המזהה את המדגםBQZהיסט לאיכות היישור הבסיסית (BAQ)BZZאיכות Phred של בסיסי הברקוד המולקולריים הייחודיים בתגית OXCBZמזהה תאCCZשם סימוכין של הפגיעה הבאהCGB,IBAM only: CIGAR in BAM's binary encoding if (and only if) it consists of >65535 operatorsCMiערוך מרחק בין רצף הצבעים להפניית הצבע (ראו גם NM)COZהערות בטקסט חופשיCPiהקואורדינטה השמאלית ביותר של הפגיעה הבאהCQZקריאת צבע איכויות בסיסCRZבסיסי רצף ברקוד סלולרי (לא מתוקן)CSZרצף קריאת צבעCTZתג הערה קריאה מלאה, משמש לתכונות דמה של הערת קונצנזוסCYZאיכות Phred של רצף הברקוד הסלולרי בתג CRE2Zשיחות הבסיס השניות בסבירות גבוההFIiאינדקס הפלח בתבניתFSZסיומת פלחיםFZB,Sעוצמות אות זרימהGC?שמור מטעמי תאימות לאחורGQ?שמור מטעמי תאימות לאחורGS?שמור מטעמי תאימות לאחורH0iמספר פגיעות מושלמותH1iמספר כניסות של 1 הפרש (ראו גם NM)H2iמספר כניסות של 2 הבדליםHIiשאילתה לאינדקס הפגיעהIHiהמספר הכולל של כניסת שאילתהLBZספריהMCZמחרוזת CIGAR לחבר/הקטע הבאMDZמחרוזת לאי התאמה של עמדותMF?שמור מטעמי תאימות לאחורMIZמזהה מולקולרי; מחרוזת המזהה באופן ייחודי את המולקולה שממנה נגזר הרשומהMQiאיכות מיפוי של בן הזוג/הקטע הבאNHiמספר היישורים המדווחים המכילים את השאילתה ברשומה הנוכחיתNMiערוך מרחק להפניהOAZיישור מקוריOCZסיגר מקורי (הוצא משימוש; השתמש ב-OA במקום זאת)OPiמיקום מיפוי מקורי (הוצא משימוש; השתמש ב-OA במקום זאת)OQZאיכות בסיס מקוריתOXZבסיסי ברקוד מולקולרי ייחודי מקוריPGZתוכניתPQiסבירות Phred של התבניתPTZקרא הערות עבור חלקים מרצף הקריאה המרופדPUZיחידת פלטפורמהQ2Zאיכות Phred של רצף הזוג/הקטע הבא בתג R2QTZאיכות Phred של רצף הברקוד לדוגמה בתג BCQXZציון איכות של המזהה המולקולרי הייחודי בתג RXR2Zרצף בן הזוג/הקטע הבא בתבניתRGZקבוצת רידיםRT?שמור מטעמי תאימות לאחורRXZבסיסי רצף של המזהה המולקולרי הייחודי (אולי מתוקן).S2?שמור מטעמי תאימות לאחורSAZיישורים קנוניים אחרים ביישור כימריSMiאיכות מיפוי בלתי תלויה בתבניתSQ?שמור מטעמי תאימות לאחורTCiמספר הקטעים בתבנית
הסתברות PhredU2Zשהקריאה השנייה תהיה שגויה מותנית בכך שהטוב ביותר יהיה שגויUQiסבירות Phred של הקטע, מותנה בכך שהמיפוי יהיה נכוןX??שמור למשתמשי קצהY??שמור למשתמשי קצהZ??שמור למשתמשי קצה

ראו גם
 פורמט FASTA, המשמש לייצוג רצפי גנום
 פורמט FASTQ, המשמש לייצוג קריאת רצף DNA יחד עם ציוני איכות
 פורמט GVF (Genome Variation Format), הרחבה המבוססת על פורמט GFF3

הערות שוליים

קטגוריה:פורמטי קבצים