TarBio - Genetik Saflık Analiz Yazılımı

Laboratuvar örneklerinin genotip × markör veritabanlarına karşı genetik benzerliğini ve saflığını hesaplamak için masaüstü uygulama. Isı haritası görselleştirme ve Excel/JSON dışa aktarma özellikleri.

GENOTYPE ID & PURITY SOFTWARE

Özet

Genotype ID & Purity Software (Tarbio Genetik Saflık Yazılımı), genotip × markör tabanlı veri tabanlarına karşı laboratuvar örneklerinin (sample) genetik benzerliğini ve saflığını hesaplamak üzere geliştirilmiş bir masaüstü/uygulama çözümüdür. Yazılım; örneklerin referans genotipleriyle karşılaştırılmasını, genotipler arası benzerlik gruplarının tespitini ve ikili benzerlik matrislerinin (heatmap) oluşturulmasını sağlar. Sonuçlar hem sayısel hem de görsel (grafik/ısı haritası) olarak sunulur; ayrıca Excel/JSON olarak dışa aktarılabilir.

Anahtar Kelimeler: genotip, markör, saflık analizi, benzerlik analizi, parmak izi, ısı haritası

1. Giriş

Bitki/organizma materyalinde çeşidinin doğrulanması ve genetik saflığın tespiti, tohum üretimi, ıslah çalışmaları ve kalite kontrolünde kritik öneme sahiptir. Bu yazılım, laboratuvarda elde edilen markör verileri (ör. SSR/STR vb.) ile önceden tanımlanmış referans genotiplerin karşılaştırılmasını otomatikleştirerek hızlı ve tekrarlanabilir sonuçlar üretir.

2. Yazılımın Amaçları ve Gereksinimleri

Genotip × markör veri tabanı oluşturma ve düzenleme.
İstenildiği kadar markör ve genotip barındırabilme (ölçeklenebilir yapı).
Yeni sample (numune) verileri girilip, her sample'ın tüm referans genotiplerle otomatik karşılaştırılması.
% uyum (match percentage) hesaplama; aynı zamanda tam eşleşen genotiplerin gruplandırılması.
İkili benzerlik matrisleri üreterek ısı haritası (heatmap) oluşturma.
Verilerin Excel/JSON formatında içe/dışa aktarılabilmesi.
Kullanıcı dostu arayüz: genotip isimleri, marker isimleri, marker değerleri kolayca düzenlenebilmeli.

3. Yöntem (Algoritmalar)

3.1. A — Çeşit Saflık Analizi (Purity Analysis)

Girdi: bir sample (örnek) ve veri tabanındaki referans genotipler (Genotype list).
Yöntem: sample'daki null olmayan (mevcut) markörler seçilir. Her bir referans genotip için aynı indekslerdeki markör değerleri ile karşılaştırma yapılır. Eşleşen markör sayısı sayılır. Uyum yüzdesi = (eşleşen_markör_sayısı / karşılaştırılan_toplam_markör) × 100. Sonuçlar uyum yüzdesine göre büyükten küçüğe sıralanır.
Not: Eğer sample'da karşılaştırılacak geçerli markör yoksa analiz gerçekleştirilemez.

3.2. B — Çeşitler Arası Benzerlik Analizi (Similarity Analysis)

Girdi: tüm genotiplerin listesi.
Yöntem (Parmak İzi Tekniği): Her genotipin markör değerleri bir string'e dönüştürülür (null değerler 'N' ile gösterilir). Tam aynı string'e sahip genotipler gruplanır — bu, %100 benzer olan grupları verir. Elde edilen gruplardan en büyük benzer grup ve diğer benzer gruplar ile tekil (unique) genotipler ayrıştırılır.
Ayrıca, ikili karşılaştırma ile her iki genotip arasındaki ortak dolu markörler üzerinden benzerlik yüzdesi hesaplanarak bir matrix üretilebilir (ısı haritası için).

3.3. İkili Benzerlik Matrisi (Pairwise Similarity)

Her genotip çifti için yalnızca her iki genotipte de dolu olan markörler karşılaştırılır. Eşleşen markör sayısının, ortak karşılaştırılabilir markör sayısına oranı alınır ve yüzdeye çevrilir. Ortak dolu markör yoksa benzerlik 0 kabul edilir. Çıktı, ikili benzerlik listesi veya NxN matris şeklinde kullanılabilir.

4. Arayüz ve Çalışma Mantığı (Kullanım Senaryosu)

Açılış ekranı: Yazılım adı, kısa açıklama, veri kaynağı yükleme (Excel/JSON), analiz türü seçimi.
Veri tabanı yönetimi: Genotip sayısı, genotip isimleri, marker sayısı, marker isimleri ve her genotipe ait marker değerleri düzenlenebilir. Marker ve genotip ekleme/çıkarma dinamik olmalıdır.
Sample yönetimi: Birden fazla sample eklenebilir, her biri veri tabanındaki marker sayısına göre ayarlanır.
Analiz seçimi: "Çeşit Saflığı (Purity)" veya "Çeşit Benzerlik (Similarity)".
Sonuçlar:
Saflık: Her sample için referans genotiplere göre sıralanmış uyum yüzdeleri.
Benzerlik: Tam eşleşen gruplar (parmak izi grupları), en büyük grup, tekil genotipler.
Isı haritası: Pairwise similarity kullanılarak oluşturulan görsel.
Dışa aktarım: Excel (uygun tablo yapısı) ve JSON. Ayrıca PDF rapor desteği opsiyonel.

5. Doğrulama ve Test Protokolü

Birim testleri:
PurityAnalysis: sample'da bazı null markörler vs. tam dolu referanslar. Beklenen yüzdelerle karşılaştırma.
SimilarityAnalysis: tam eşleşen ve kısmi eşleşen genotip setleri.
Entegrasyon testleri: UI üzerinden veri yükleme -> analiz çalıştırma -> dışa aktarım akışının testi.
Gerçek veriyle doğrulama: Bilinen referanslarla laboratuvardan gelen sample'ların sonucu mukayese edilmelidir.

6. Sonuçlar ve Tartışma

Yazılım, genotip doğrulama ve saflık değerlendirmesi gibi rutin analizleri hızlandırır ve insan hatasını azaltır. Parçalı (kısmi) veri içeren sample'lar için sadece ortak dolu markörler üzerinden analiz yapılması, eksik veri durumunda dahi güvenilir metrikler sağlar. Fingerprint yöntemi tam eşleşme tespitinde basit ve güçlü bir yaklaşımdır; ancak kısmi benzerliklerin yorumlanmasında ek istatistikler (ör. belirli ağırlıklar, benzerlik skoru eşiği) gerekebilir.

7. Gelecek İyileştirmeleri

Kısmi eşleşmeler için daha gelişmiş skorlandırma (ör. Jaccard benzerliği, benzerlik ağırlıklandırma).
İstatistiksel güven aralığı ve hata toleransı raporları.
Çoklu sample toplu analizleri ve clustering (hiyerarşik/k‑means) entegrasyonu.
Rapor otomasyonu ve laboratuvar bilgi yönetim sistemleri (LIMS) entegrasyonu.

8. Uygulamanın Kullanım Kılavuzu (Kısa)

Veri tabanı oluştur: Genotip sayısını ve markör sayısını belirleyin; genotip isimlerini ve markör isimlerini girin; her genotip için marker değerlerini ekleyin.
Sample ekle: Sample sayısı kadar satır ekleyin ve marker değerlerini girin.
Analiz seç: "Purity" veya "Similarity". "Purity" seçildiğinde her sample için referanslarla karşılaştırma yapılır. "Similarity" seçildiğinde genotipler tamamen eşleşen gruplara ayrılır ve/veya pairwise similarity hesaplanır.
Sonuçları inceleyin, grafik ve tablo halinde görüntüleyin, gerektiğinde Excel/JSON olarak dışa aktarın.