drag and drop association of PDB structures
[jalview-manual.git] / TheJalviewTutorial.tex
1 %\documentclass[a4paper,11pt]{report}
2 \documentclass[a4paper,11pt]{book}
3 \usepackage[format=hang,margin=10pt]{caption}
4 \usepackage{footnote}
5 \usepackage{graphicx}
6 \usepackage{amssymb}
7 \usepackage{epstopdf}
8 \usepackage{hyperref}
9 \usepackage{subfigure}
10 \DeclareGraphicsRule{.tif}{png}{.png}{`convert #1 `dirname #1`/`basename #1 .tif`.png}
11 \voffset = -0.5 in
12 \hoffset = -0.85 in
13 \textwidth = 6.5 in 
14 \textheight = 9.5 in 
15 \oddsidemargin = 1.20 in
16 \evensidemargin = 0.2 in
17 \topmargin = 0.0 in 
18 \headheight = 0.35 in
19 \headsep = 0.4 in
20 %\headheight = 0.0 in \headsep = 0.0 in
21 \parskip = 0.2in \parindent = 0.0in
22
23
24 \newtheorem{theorem}{Theorem}
25 \newtheorem{corollary}[theorem]{Corollary}
26 \newtheorem{definition}{Definition}
27
28
29 \title{Jalview 2.5: A manual and introductory tutorial }
30 \author{David Martin, James Procter, Andrew Waterhouse and Geoff Barton}
31 \date{Manual version 1.2.3 6th May 2011}
32
33 \newcommand{\clearemptydoublepage}{\newpage{\pagestyle{empty}}\cleardoublepage}
34
35 % how the hell do we add another panel with text like : This tutorial introduces
36 % the user to the features of Jalview, a multiple sequence alignment editor and
37 % viewer available from http://www.jalview.org to the title page.
38
39 % \renewcommand{menustyle}{\tt} %do something more advanced here.
40
41 \newcounter{ecount} 
42 \newcounter{exstep}[ecount]
43 \renewcommand{\theecount} {\arabic{ecount}}
44 \renewcommand{\theexstep} {\arabic{ecount}.\alph{exstep}}
45
46 \newcommand{\exercise}[2] { 
47 \refstepcounter{ecount}
48 \begin{center} \fbox{\parbox[b][\height]{6in}{ 
49 {\bf
50 % this doesn't work - page refs are off 
51 %  \mbox{\addcontentsline{toc}{subsection}{ Exercise \theecount : #1 } }
52 Exercise \theecount  :  #1  } 
53 \par #2 }} \end{center}
54 \pagebreak[0]
55 }
56 \newcommand{\exstep}[1]{ \stepcounter{exstep} {\sl \theexstep.}  \begin{minipage}[t]{5.5in} #1 \end{minipage} \par \vspace *{1mm} }
57 %%% Remove the % on the next 2 lines to hide tutorials.
58 %\renewcommand{\exercise}[2]{} 
59 %\renewcommand{\exstep}[1]{} 
60
61 \begin{document}
62
63
64 \pagenumbering{}
65
66 %\maketitle
67 % we make our own title because JBP is not clever enough to work out how
68 % to
69 % do
70 % this automatically
71
72 \begin{center}
73
74 {\Huge
75  
76 Jalview 2.5
77 }
78 \vspace{0.5in}
79 {\huge 
80
81 A manual and introductory tutorial }
82
83 \vspace{2.5in}
84
85 {\large
86
87 David Martin, James Procter, Andrew Waterhouse and Geoff Barton
88
89 }
90
91 \vspace{1.5in}
92
93 College of Life Sciences, University of Dundee
94
95 Dundee, Scotland DD1 5EH, UK
96
97
98 \vspace{2in}
99
100 Manual version 1.2.3
101
102 6th May 2011
103
104
105 \end{center}
106
107 \clearemptydoublepage
108
109 % ($Revision$) 11th October 2010.}
110 % TODO revise for 2.6
111
112 \pagenumbering{roman}
113 \setcounter{page}{1}
114 \tableofcontents 
115 \clearemptydoublepage
116 % \listoffigures 
117 % \newpage
118 % \listoftables 
119 % \newpage
120 \pagenumbering{arabic}
121 \setcounter{page}{1}
122
123 \chapter{Basics}
124 \label{jalviewbasics}
125 \section{Introduction}
126 \subsection{Jalview}
127 Jalview is a multiple sequence alignment viewer, editor and analysis tool.
128 Jalview is designed to be platform independent (running on Mac, MS Windows, Linux
129 and any other platform that supports Java), capable of editing and analysing
130 large alignments (thousands of sequences) with minimal degradation in
131 performance, and able to show multiple integrated views of the alignment and
132 other data. Jalview can read and write many common sequence formats including
133 FASTA, Clustal, MSF(GCG) and PIR.
134
135
136 There are two types of Jalview program. The {\bf Jalview Desktop} is a stand
137 alone application that provides powerful editing, visualization, annotation and
138 analysis capabilities. The {\bf JalviewLite} applet has the same core
139 visualization, editing and analysis capabilities as the desktop, without the
140 desktop's webservice and figure generation capabilities. It is designed to be
141 embedded in a web page\footnote{A demonstration version of Jalview (Jalview Micro
142 Edition) also runs on a mobile phone but the functionality is limited to sequence
143 colouring.}, to allow customisable display of alignments for web sites such as
144 {\bf pfam}\footnote{\url{http://pfam.sanger.ac.uk}}.
145
146
147 Jalview 2.5 was released in May 2010. The Jalview Desktop in this version
148 provides access to sequence, alignment and protein structure databases, and
149 alignment and analysis web services, and includes the Jmol\footnote{ Provided
150 under the LGPL licence at \url{http://www.jmol.org}} protein structure viewer. It is
151 also a Distributed Annotation System (DAS) client\footnote{with thanks to Andreas
152 Prlic} which facilitates the retrieval and display of third party sequence
153 annotation in association with sequences and any associated structure. 
154
155 \subsection{Jalview's Capabilities}
156 % TODO add references to appropriate sections for each capability described here.
157 Figure \ref{jvcapabilities} gives an overview of the main features of the Jalview desktop application. Its primary function is the editing and visualization of sequence alignments, and their interactive analysis. Tree building, principal components analysis, physico-chemical property conservation and sequence consensus analyses are built in to the program. Web services enable Jalview to access remote alignment and secondary structure prediction programs, as well as to retrieve protein and nucleic acid sequences, alignments, protein structures and sequence annotation. Sequences, alignments, trees, structures, features and alignment annotation may also be exchanged with the local filesystem. Multiple visualizations of an alignment may be worked on simultaneously, and the user interface provides a comprehensive set of controls for colouring and layout. Alignment views are dynamically linked with Jmol structure displays, a tree viewer and spatial cluster display, facilitating interactive exploration of the alignment's structure. The application provides its own Jalview project file format in order to store the current state of an alignment and analysis windows. Jalview also provides WYSIWIG\footnote{WYSIWIG: What You See Is What You Get.} style figure generation capabilities for the preparation of alignments for publication.
158 \begin{figure}[htbp]
159 \begin{center}
160 \label{jvcapabilities}
161 \includegraphics[width=5.8in]{images/jvcapabilities.pdf}
162 \caption{{\bf Capabilities of the Jalview Desktop.} The Jalview Desktop Application provides a stable environment for the creation, editing and analysis of alignments and the generation of figures.}
163 \end{center}
164 \end{figure}
165
166 \subsubsection{Jalview History}
167 Jalview was initially developed in 1996 by Michele Clamp, James Cuff, Steve
168 Searle and Geoff Barton at the University of Oxford and then the European
169 Bioinformatics Institute. Development of Jalview 2 was made possible with
170 eScience funding from the BBSRC\footnote{Biotechnology and Biological Sciences
171 Research Council grant  {\sl "VAMSAS: Visualization and Analysis of Molecules,
172 Sequence Alignments and Structures"}, a joint project to enable interoperability
173 between Jalview, TOPALi and AstexViewer.} in 2004, enabling Andrew Waterhouse and
174 Jim Procter to re-engineer the original program to introduce contemporary developments
175 in bioinformatics and take advantage of the latest web and Java technology.
176 Jalview's development is now supported for a further 5 years from October 2009
177 by an award from the BBSRC's Tools and Resources fund. 
178 %TODO describe future plans in history ? not a good idea.
179 % Jalview continues to be one of the worlds most popular\footnote{and in the authors opinion, the best.} sequence alignment and analysis tools.
180
181 \subsubsection{Citing Jalview}
182 If you use Jalview in your work you should cite:\newline
183 {\sl "Jalview Version 2 - a multiple sequence alignment editor and analysis workbench"}\newline
184 Waterhouse, A.M., Procter, J.B., Martin, D.M.A, Clamp, M. and Barton, G. J. (2009) \newline {\sl Bioinformatics}  doi: 10.1093/bioinformatics/btp033
185
186 This paper supersedes the original Jalview publication:\newline {\sl "The Jalview Java alignment
187 editor"} \newline Michele Clamp, James Cuff, Stephen M. Searle and Geoffrey J. Barton (2004) \newline {\sl Bioinformatics} {\bf 20} 426-427. 
188
189   \r\subsection{About this tutorial }
190
191 This tutorial is written in a manual format with short exercises where
192 appropriate, typically at the end of each section. This chapter concerns the
193 basic operation of Jalview and should be sufficient for those who just want to
194 load Jalview (Section \ref{startingjv}), open an alignment (Section \ref{loadingseqs}), perform basic editing and colouring (Section \ref{selectingandediting} and Section \ref{colours}), and produce publication
195 and presentation quality graphical output (Section \ref{layoutandoutput}).
196
197 Chapter \ref{analysisannotation} covers the additional visualization and analysis techniques that Jalview provides. This includes working with the embedded PDB structure viewer, building and viewing trees and PCA plots, and using trees for sequence conservation analysis. The use of the Jalview webservices for alignment and secondary structure prediction is described in Section \ref{jvwebservices}. Following this, Section \ref{featannot} details the creation and visualization of sequence and alignment annotation, and the retrieval of sequences and annotation from databases and DAS Servers. Finally, Section \ref{workingwithnuc} discusses specific features of use when working with nucleic acid sequences and protein coding regions. 
198
199 %^Chapter \ref{jalviewadvanced} The third chapter covers the detail^ of Jalview and is aimed at the user who is
200 %already familiar with Jalview operation but wants to get more out of their
201 %Jalview experience.
202
203 \subsubsection{Typographic Conventions}
204
205 Keystrokes using the special non-symbol keys are represented in the tutorial by enclosing the pressed keys with square brackets ({\em e.g.} [RETURN] or [CTRL]). Keystroke combinations are combined with a `-' symbol ({\em e.g.} [CTRL]-C means press [CTRL] and the `C' key). Menu options are given as a path from the menu that contains them - for example {\sl File $\Rightarrow$ Input Alignment $\Rightarrow$ From URL} means to select the `From URL' option from the `Input Alignment' submenu of a window's `File' dropdown menu.
206 \r\section{Obtaining and starting The Jalview Desktop Application}
207 \label{startingjv}
208 \begin{figure}[htbp]
209 \begin{center}
210 \includegraphics[width=4.5in]{images/download.pdf}
211 \caption{{\bf Download page on the Jalview web site}}
212 \label{download}
213 \end{center}
214 \end{figure}
215
216 This tutorial is based on the application version of Jalview, the Jalview
217 Desktop. Much of the information will also be useful for users of the JalviewLite
218 applet, which has the same core editing, analysis and visualization capabilities (see the
219 \href{http://www.jalview.org/examples/applets.html}{JalviewLite Applet Examples}
220 page for examples). The Jalview Desktop, however, is much more powerful, and
221 includes additional support for interaction with external web services, and
222 production of publication quality graphics.
223
224 The Jalview Desktop can be run in two ways; as an application launched from the
225 web via Java Web Start, or as an application loaded onto your hard drive. Both
226 versions are obtained from the Download page at the the Jalview web site
227 (http://www.jalview.org/).
228
229 Jalview can be started directly with webstart by navigating to the Download page
230 (via the menu on the left hand side), and clicking the `Start with Java Webstart'
231 button. (Figure \ref{download}). This will always launch the latest stable
232 release of Jalview.\par
233
234 The application will start automatically though you may be prompted to accept a
235 security certificate signed by the Barton Group. You can always trust us, so click trust
236 or accept as appropriate. The splash screen (Figure \ref{splash}) gives
237 information about the version and build date that you are running,
238 information about later versions (if available), and the paper to cite in your
239 publications. This information is also available on the Jalview web site and from the {\sl Help $\Rightarrow$ About} menu option.
240
241 %[fig 2] 
242 \begin{figure}[htbp]
243
244 \begin{center}
245 \includegraphics[width=4.5in]{images/splash.pdf}
246 \caption{{\bf Jalview splash screen}}
247 \label{splash}
248 \end{center}
249 \end{figure}
250 \rWhen Jalview starts it will automatically load an example alignment from the
251 Jalview site. This behaviour can be changed in the Jalview Desktop preferences
252 dialog opened from the Desktop's {\sl Tools $\Rightarrow$ Preferences..} menu.
253 This alignment will look like the one in Figure \ref{startpage} (this is taken
254 from the Jalview 2.4 manual).
255
256 %[figure 3 ]
257 \begin{figure}[htbp]
258 \begin{center}
259 \includegraphics[width=4in]{images/start.pdf}
260 \caption{{\bf Default startup for Jalview}}
261 \label{startpage}
262 \end{center}
263 \end{figure}
264
265
266 \exercise{Starting Jalview}{
267 \label{start}
268 \exstep{Point your web browser at the \href{http://www.jalview.org}{Jalview web site} and start Jalview by clicking on the `Start with Java WebStart' button.}
269 \exstep{Open the Jalview Desktop's user preferences dialog (from the Tools
270 menu), and untick the checkbox adjacent to the 'Open file' entry in the
271 'Visual' preferences tab.}
272 \exstep{Click OK to save the preferences, then \em{launch another Jalview
273 instance from the web site}. The example alignment should not be
274 loaded when the new Jalview instance starts up.}
275 {\sl Note: Should you want to reload the example alignment, then select the
276 {\em File$\Rightarrow$ From URL} entry from the Desktop menu, and click on the
277 URL history button on the right hand side of the dialog box that opens to
278 recover the example file's URL, followed by OK, to open the file. } }
279
280 \subsection{Getting Help}
281 \label{gettinghelp}
282 \subsubsection{Built in documentation}
283 Jalview has comprehensive on-line help documentation. Select  {\sl Help $\Rightarrow$ Documentation} from the main window menu and a new window will open (Figure \ref{help}). The appropriate topic can then be selected from the navigation panel on the left hand side. To search for a specific topic, click the `search' tab and enter keywords in the box which appears.
284
285
286 \begin{figure}[htbp]
287 \begin{center}
288 \parbox[c]{2in}{\centerline{\includegraphics[width=2.75in]{images/help1.pdf}}}
289 \parbox[c]{4in}{\includegraphics[width=4in]{images/help2.pdf}}
290 \caption{{\bf Accessing the built in Jalview documentation}}
291 \label{help}
292 \end{center}
293 \end{figure}
294
295 \subsubsection{Email lists}
296
297 The Jalview Discussion list {\tt jalview-discuss@jalview.org} provides a forum for Jalview users and developers to raise problems and exchange ideas - any problems, bugs, and requests for help should be raised here. The {\tt jalview-announce@jalview.org} list can also be subscribed to if you wish to be kept informed of new releases and developments. Archives and mailing list subscription details can be found on the Jalview web site.
298 \r\section{Navigation}
299 \label{jvnavigation}
300 The major features of the Jalview Desktop are illustrated in Figure \ref{anatomy}. The alignment window is the primary window for editing and visualization, and can contain several independent views of the alignment being worked with. The other windows (Trees, Structures, PCA plots, etc) are linked to a specific alignment view. Each area of the alignment window has a separate context menu accessed by clicking the right mouse button.  
301
302  Jalview has two navigation and editing modes: normal mode, where editing and navigation is performed using the mouse, and cursor mode where editing and navigation are performed using the keyboard. The F2 key is used to switch between these two modes. 
303
304 \begin{figure}[htb]
305 \begin{center}
306 \includegraphics[width=6.5in]{images/jalview_anatomy.pdf}
307 \caption{{\bf The anatomy of Jalview.} The major features of the Jalview Desktop Application are labelled.}
308 % TODO: modify text labels to be clearer - black on grey and black border for clarity
309 \label{anatomy}
310 \end{center}
311 \end{figure}
312
313 \subsection{Navigation in Normal mode}
314 \rJalview always starts up in Normal mode, where the mouse is used to interact with the displayed alignment view. You can move about the alignment by clicking and dragging the ruler scroll bar to move horizontally, or by clicking and dragging the alignment scroll bar to the right of the alignment to move vertically.  If all the rows or columns in the alignment are displayed, the scroll bars will not be visible.\r\r Each alignment view shown in the alignment window presents a window onto the visible regions of the alignment. This means that with anything more than a few residues or sequences, alignments can become difficult to visualize on the screen because only a small area can be shown at a time. It can help, especially when examining a large alignment, to have an overview of the whole alignment. Select {\sl View $\Rightarrow$ Overview Window} from the window menu (Figure \ref{overview}).\r%(Figure4)
315 \begin{figure}[htbp]
316 \begin{center}
317 \includegraphics[width=4.5in]{images/overview.pdf}
318 \caption{{\bf Alignment Overview Window}}
319 \label{overview}
320 \end{center}
321 \end{figure}
322 \rThe red box in the overview window shows the current view in the alignment window. A percent identity histogram is plotted below the alignment overview. Shaded parts indicate rows and columns of the alignment that are hidden (in this case, a single row at the bottom of the alignment - see Section \ref{hidingregions}). You can navigate around the alignment by dragging the red box. %Try this now and see how the view in the alignment window changes.\r\r\parbox[c]{3in}{Alignment and analysis windows are closed by clicking on the usual `close' icon (indicated by arrows on Mac OS X). If you want to close all the alignments and analysis windows at once, then use the {\sl Window $\Rightarrow$ Close All} option from the Jalview desktop (\em{warning: make sure you have saved your work because this cannot be undone !}). }
323 \parbox[c]{3in}{\centerline{\includegraphics[width=2.5in]{images/start_closeall.pdf}
324 }}
325
326 \subsection{Navigation in Cursor mode}
327 \label{cursormode}
328 \parbox[c]{5in}{Cursor mode navigation enables the experienced user to quickly and precisely navigate, select and edit parts of an alignment. On pressing F2 to enter cursor mode the position of the cursor is indicated by a black background and white text. The cursor can be placed using the mouse or moved by pressing the arrow keys ($\uparrow$, $\downarrow$, $\leftarrow$, $\rightarrow$). 
329 }\parbox[c]{1.25in}{\centerline{\includegraphics[width=0.8in]{images/cursor1.pdf}}}
330
331 Rapid movement to specific positions is accomplished as listed below:
332 \begin{list}{$\circ$}{}
333 \item {\bf Jump to Sequence {\sl n}:} Type a number {\sl n} then press [S] to move to sequence (row) {\sl n}  
334 \item {\bf Jump to Column {\sl n}:} Type a number {\sl n} then press [C] to move to column {\sl n} in the alignment.  
335 \item {\bf Jump to Residue {\sl n}:} Type a number {\sl n} then press [P] to move to residue number {\sl n} in the current sequence.  
336 \item {\bf Jump to  column {\sl m} row {\sl n}:} Type the column number {\sl m}, a comma, the row number {\sl n} and press [RETURN]. 
337 \end{list}
338
339 \exercise{Navigation}{
340 \label{navigate}
341 \exstep{Scroll around the alignment using the alignment (vertical) and ruler (horizontal) scroll bars.}
342 \exstep{Find and open the Overview Window. Move around the alignment by clicking and dragging the red box in the overview window.}
343 \exstep{Look at the status bar as you move the mouse over the alignment. It should indicate information about the sequence and residue under the cursor.
344 }
345 \exstep{Press [F2] to enter Cursor mode. Use the arrow keys to move the cursor around the alignment. 
346 Move to sequence 7 by pressing {\sl 7 S}. Move to column 18 by pressing {\sl 1 8 C}. Move to residue 18 by pressing {\sl 1 8 P}. Note that these can be two different positions if gaps are inserted into the sequence. Move to sequence 5, column 13 by typing {\sl 1 3 , 5 [RETURN]}.
347 }
348
349 \subsection{The Find Dialog Box}
350 \label{searchfunction}
351 A further option for navigation is to use the {\sl Select $\Rightarrow$
352 Find\ldots} function. This opens a dialog box into which can be entered regular expressions for searching sequences and sequence IDs, or sequence numbers. Hitting the [Find next] button will highlight the first (or next) occurence of that pattern in the sequence ID panel or the alignment, and will adjust the view in order to display the highlighted region. The Jalview help provides comprehensive documentation for this function, and a quick guide to the regular expressions that can be used with it.
353
354 %TODO insert a figure for the Find dialog box
355
356 \r\section{Loading your own sequences}\r\label{loadingseqs}\rJalview provides many ways to load your own sequences. %For this section of the tutorial you will need to download the file http://www.jalview.org/tutorial/alignment.fa to a suitable location on your hard drive.\r\r\subsection{Drag and Drop}\r      In some operating systems (Mac OS X, Windows XP) you can just drag a file icon from a file browser window and drop it on an open Jalview application window. The file will then be opened as a new alignment window. %You can try this with the tutorial file you have downloaded. When you have opened the file, close it again by selecting the close control on the window.\rIf you drop an alignment file onto an open alignment window it will be appended to that alignment.\r%  (Figure \ref{drag})
357 % %[fig 5]\r% \begin{figure}[htbp]\r% \begin{center}\r% \includegraphics[width=2in]{images/drag2.pdf}\r% \includegraphics[width=2in]{images/drag3.pdf}\r% \caption{{\bf An alignment can be opened by dragging the file onto the Jalview window. }}\r% \label{drag}\r% \end{center}\r% \end{figure}\r\r% %\includegraphics[width=2in]{images/drag1.pdf}
358
359 \r\subsection{From a File}\r      Jalview can read sequence alignments from a sequence alignment file. This is a text file, not a word processor document. For entering sequences from a wordprocessor document see Cut and Paste  (Section \ref{cutpaste}) below. Select {\sl File $\Rightarrow$ Input Alignment $\Rightarrow$ From File} from the main menu (Figure \ref{loadfile}). You will then get a file selection window where you can choose the file to open. Remember to select the appropriate file type. Jalview can automatically identify some sequence file formats.\r\r%[fig 6]\r\begin{figure}[htbp]
360 \begin{center}
361 \includegraphics[width=2in]{images/loadfilebox.pdf}
362 %\includegraphics[width=2in]{images/loadfilebox2.pdf}
363 \includegraphics[width=3in]{images/loadfileboxdrop.pdf}
364 \caption{{\bf Opening an alignment from a file saved on disk. }}
365 \label{loadfile}
366 \end{center}
367 \end{figure}
368 \r\subsection{From a URL}\r       Jalview can read sequence alignments directly from a URL. Please note that the files must be in a sequence alignment format - a pretty HTML alignment or graphics file cannot be read by Jalview. \rSelect {\sl File $\Rightarrow$ Input Alignment $\Rightarrow$ From URL} from the main menu and a window will appear asking you to enter the URL (Figure\ref{loadurl}). Jalview will attempt to automatically discover the file format.\r\r%[fig 7]
369 \begin{figure}[htbp]
370 \begin{center}
371 \includegraphics[width=2in]{images/menuloadurl.pdf}
372 \includegraphics[width=3in]{images/loadurlbox.pdf}
373 \caption{{\bf Opening an alignment from a URL }}
374 \label{loadurl}
375 \end{center}
376 \end{figure}
377 \r\subsection{Cut and Paste}
378 \label{cutpaste}\rDocuments such as those produced by Microsoft Word cannot be readily understood\rby Jalview. The way to read sequences from these documents is to select the\rdata from the document and copy it to the clipboard. There are two ways to\rdo this. One is to right-click on the desktop background, and select the\r'Paste to new alignment' option in the menu that appears. The other is to select\r{\sl File $\Rightarrow$ Input Alignment $\Rightarrow$ From Textbox} from the\rmain menu, and paste the sequences into the textbox window that will appear\r(Figure \ref{loadtext}). In both cases, presuming that they are in the right\rformat, Jalview will happily read them into a new alignment window.\r%[fig 8]
379
380 \begin{figure}[htbp]
381 \begin{center}
382 \includegraphics[width=2in]{images/menuloadtext.pdf}
383 \includegraphics[width=3in]{images/loadtextbox.pdf}
384 \caption{{\bf Opening an alignment from pasted text }}
385 \label{loadtext}
386 \end{center}
387 \end{figure}
388
389 \r\subsection{From a public database}
390 \label{fetchseq}\rJalview can retrieve sequences and sequence alignments from the public
391 databases housed at the European Bioinformatics Institute, such as Uniprot,\rPfam and the PDB, as well as any DAS sequence server registered at the\rconfigured DAS registry. This facility avoids having to manually locate, save\rand load the sequences, and allows Jalview to gather additional metadata\rprovided by the source, such as annotation and database cross references.\rSelect {\sl File $\Rightarrow$ Fetch Sequence(s) \ldots} from the main menu and\ra window will appear (Figure \ref{loadseq}). Use the menu box to select the\rappropriate database, enter a sequence ID/accession number, or several\rseparated by a semicolon and Jalview will attempt to retrieve it/them from the
392 chosen database source. Example queries are provided to test that a source is\roperational, and can also be used as a guide for the type of accession numbers\runderstood by the source.\r%[fig 9]\r\begin{figure}[htbp]
393 \begin{center}
394 \includegraphics[width=2.5in]{images/fetchseq.pdf}
395 \caption{{\bf Retrieving sequences from a public database}}
396 \label{loadseq}
397 \end{center}
398 \end{figure}
399   
400
401 \exercise{Loading sequences}{
402 \label{load}
403 \exstep{Start Jalview then close all windows by selecting {\sl Window $\Rightarrow$ Close All} from the main menu}
404 \exstep{Select {\sl File $\Rightarrow$ Input Alignment $\Rightarrow$ From URL} from the main menu and enter \textsf{http://www.jalview.org/tutorial/alignment.fa} in the box. Click {\sl OK} and the alignment should load.
405 }
406 \exstep{Close all windows using the {\sl Window $\Rightarrow$ Close All} main menu option. Point your web browser to \textsf{http://www.jalview.org/tutorial/alignment.fa} and save the file to your desktop. Open this file in Jalview by selecting {\sl File $\Rightarrow$ Input Alignment $\Rightarrow$ From File} from the main menu and browsing to the appropriate location. Click OK and load the alignment
407 }
408 \exstep{
409 Drag the alignment.fa file from the desktop onto the Jalview window. The alignment should open. Try dragging onto an empty Jalview and onto an existing alignment and observe the results.
410 }
411 \exstep{
412 Select {\sl File $\Rightarrow$ Fetch Sequence(s).. } from the main menu. Select the {\sl PFAM (seed)} database and enter the accession number PF03460. Click OK. An alignment of about 107 sequences should load.
413 }
414 \exstep{Open the URL \textsf{http://www.jalview.org/tutorial/alignment.fa}  in a
415 web browser. Select and copy the entire text to the clipboard (usually via the
416 browser's {\sl Edit $\Rightarrow$ Copy} menu option). Ensure Jalview is running
417 and select {\sl File $\Rightarrow$ Input Alignment $\Rightarrow$ From Textbox} .
418 Paste the clipboard into the large window using the {\sl Edit $\Rightarrow$
419 Paste} text box menu option. Click {\sl New Window} and the alignment will be
420 loaded. } }
421
422 \subsection{Memory Limits}
423 \label{memorylimits}
424 Jalview is a Java program. One unfortunate implication of this is that it does
425 not allow Jalview to dynamically request additional memory from the operating
426 system. It is important, therefore, that you ensure that you have allocated
427 enough memory to work with your data. On most occasions, Jalview will warn you
428 when you have tried to load an alignment that is too big to fit in to memory (for
429 instance, some of the PFAM alignments are {\bf very} large). You can find out how
430 much memory is available to Jalview with the desktop window's {\sl $\Rightarrow$
431 Tools $\Rightarrow$ Show Memory Usage} function, which enables the display of the
432 currently available memory at the bottom left hand side of the Desktop window's
433 background. Should you need to increase the amount of memory available to
434 Jalview, full instructions are given in both the built in documentation and on
435 the JVM memory parameters page (http://www.jalview.org/jvmmemoryparams.html) on
436 the website.
437
438 \r\section{Writing sequence alignments}
439 \label{savingalignments} \subsection{Saving the alignment} Jalview allows the
440 current sequence alignments to be saved to file so they can be restored at a
441 later date, passed to colleagues or analysed in other programs. From the
442 alignment window menu select {\sl File $\Rightarrow$ Save As} and a dialog box
443 will appear (Figure \ref{savealign}). You can navigate to an appropriate
444 directory in which to save the alignment. Jalview will remember the last filename
445 and format used to save (or load) the alignment, enabling you to quickly update
446 the file after editing by using the {\sl File $\Rightarrow$ Save} entry.
447
448 Jalview offers several different formats in which an alignment can be saved. The jalview format is the only one which will preserve the colours, groupings and similar information in the alignment. The other formats produce text files containing just the sequences with no visualization information, although some allow limited annotation and sequence features to be stored (e.g. AMSA). Unfortunately only Jalview can read Jalview files. The {\sl File $\Rightarrow$ Output To Textbox} menu option allows the alignment to be copied and pasted into other documents or web servers. 
449 \r%[fig 10]
450 \begin{figure}[htbp]
451 \begin{center}
452 \parbox[c]{1.0in}{
453 \includegraphics[width=1.0in]{images/saveas.pdf}
454 }
455 \parbox[c]{4in}{
456 \includegraphics[width=4in]{images/saveas2.pdf}
457 }
458 \caption{{\bf Saving alignments in Jalview to disk}}
459 \label{savealign}
460 \end{center}
461 \end{figure}
462
463 \subsection{Jalview Projects}\r\parbox[c]{4in}{If you wish to save the complete Jalview session rather than just one alignment (e.g. because you have calculated trees or multiple different alignments) then your work should be saved as a Jalview Project file\footnote{Tip: Ensure that you have allocated plenty of memory to Jalview when working with large alignments in Jalview projects. See Section \protect \ref{memorylimits} above for how to do this.}.
464 From the main menu select {\sl File $\Rightarrow$ Save Project} and a file save dialog box will appear. Loading a project will restore Jalview to exactly the view at which the file was saved, complete with all alignments, trees, annotation and displayed structures rendered appropriately.
465 }
466 \parbox[c]{2in}{
467 \centerline {
468 \includegraphics[width=1.5in]{images/saveproj.pdf}
469 }}
470
471 \exercise{Saving Alignments}{
472 \label{save}
473 \exstep{Start Jalview, close all windows and load the ferredoxin alignment from pFam (accession number PF03460 (see Exercise \ref{load}).
474 }
475 \exstep{
476 Select {\sl File $\Rightarrow$ Save As} from the alignment window menu. Choose a location into which to save the alignment and select a format. All formats except {\sl  Jalview } can be viewed in a normal text editor (e.g. Notepad) or in a web browser. Enter a file name and click {\sl Save}. Check this file by browsing to it with your web browser or by closing all windows and opening it with Jalview. 
477 }
478 \exstep{ Repeat the previous step trying different file formats.}
479 \exstep{Select {\sl File $\Rightarrow$ Output to Textbox $\Rightarrow$ FASTA}. You can select and copy this alignment to the clipboard using the textbox menu options {\sl Edit $\Rightarrow$ Select All} followed by {\sl Edit $\Rightarrow$ Copy}. The alignment can then be pasted into any application of choice, e.g. a word processor or web form.
480 }
481 \exstep{Ensure at least one alignment window is shown in Jalview. Open the
482 overview window and scroll to any part of the alignment. Select {\sl File
483 $\Rightarrow$ Save Project} from the main menu and save in a suitable place.
484 Close all windows and then load the project via the {\sl File $\Rightarrow$ Load Project} menu option. Note how all the windows and positions  are exactly as they were when they were saved. } }
485 \r\r\section{Selecting and editing sequences}
486 \label{selectingandediting} \rJalview makes extensive use of selections - most of the commands available from
487 its menus operate on the currently selected region of the alignment, either to
488 change their appearance or perform some kind of analysis. This section
489 illustrates how to make and use selections and groups.
490 \r\subsection{Selecting parts of an alignment}
491 Selections can be of arbitrary regions in an alignment, one or more complete columns, or one or more complete sequences.
492  
493 A selected region can be copied and pasted as a new alignment using the {\sl Edit $\Rightarrow$ Copy} and {\sl Edit $\Rightarrow$ Paste $\Rightarrow$ New Alignment}  alignment window menu options.
494
495 To clear (unselect)  the selection press the [ESC] (escape) key.
496
497 \subsubsection{Selecting arbitrary regions}\rTo select part of an alignment, place the mouse at the top left corner of the region you wish to select. Press the mouse button and drag the mouse to the bottom right corner of the chosen region before releasing the mouse button. A dashed red box appears around the selected region (Figure \ref{select}). \r%[fig 12]
498
499 \begin{figure}[htbp]
500 \begin{center}
501 \includegraphics[width=4in]{images/select1.pdf}
502 \caption{{\bf Selecting a region in an alignment}}
503 \label{select}
504 \end{center}
505 \end{figure}
506
507 \subsubsection{Selecting columns}\rTo select the same residues in all sequences, click and drag along the alignment ruler. This selects the entire height of the alignment. Ranges of positions can also be selected by clicking on the first position then holding down the [SHIFT] key whilst clicking the other end of the selection. Discontinuous regions can be selected by holding down [CTRL] and clicking on positions to add to the column selection. Note that each [CTRL]-Click changes the current selected sequence region to that column, but adds to the column selection. Selected columns are indicated by red highlighting in the ruler bar (Figure \ref{selectcols}).\r%[fig 13]
508
509 \begin{figure}[htbp]
510 \begin{center}
511 \includegraphics[width=4in]{images/select2.pdf}
512 \caption{{\bf Selecting multiple columns in an alignment.} The red highlighting
513 on the alignment ruler marks the selected columns. Note that only the most
514 recently selected column has a dashed-box around it to indicate a region
515 selection. }
516 \label{selectcols}
517 \end{center}
518 \end{figure}
519
520 \subsubsection{Selecting sequences}
521
522 \begin{figure}[htb]
523 \begin{center}
524 \includegraphics[width=4in]{images/select3.pdf}
525 \caption{{\bf Selecting multiple sequences in an alignment.} Use [CTRL] or [SHIFT] to select many sequences at once.}
526 \label{selectrows}
527 \end{center}
528 \end{figure}
529 \rTo select multiple complete sequences, click and drag the mouse down the\rsequence ID panel. The same technique as used for columns above can be used with [SHIFT]-Click for continuous and [CTRL]-Click to select discontinuous ranges of sequences (Figure \ref{selectrows}).\r%[fig 14]
530
531 \subsubsection{Making selections in Cursor mode}
532
533 To define a selection in cursor mode (which is enabled by pressing [F2]),
534 navigate to the top left corner of the proposed selection (using keystroke
535 commands, the arrow keys or the mouse). Pressing the [Q] key marks this as the
536 corner. A red outline appears around the cursor (Figure \ref{cselect})
537
538 Navigate to the bottom right corner of the proposed selection and press the [M] key. This marks the bottom right corner of the selection. The selection can then be treated in the same way as if it had been created in normal mode.
539
540 \begin{figure}[htbp]
541 \begin{center}
542 \includegraphics[width=1.5in]{images/csel1.pdf}
543 \includegraphics[width=1.5in]{images/csel2.pdf}
544 \includegraphics[width=1.5in]{images/csel3.pdf}
545 \includegraphics[width=1.5in]{images/csel4.pdf}
546 \caption{{\bf Making a selection in cursor mode.} Navigate to the top left corner (left), press [Q] (left center), navigate to the bottom right corner (right center) and press [M] (right)}
547 \label{cselect}
548 \end{center}
549 \end{figure}
550
551 \subsubsection{Inverting the current selection}
552
553 The current sequence or column selection can be inverted, using  {\tr Select
554 $\Rightarrow$ Invert {\bf Sequence/Column} Selection} in the Alignment window.
555 Inverting the selection is particularly useful when hiding regions in a large
556 alignment (see Section \ref{hidecol} below). Instead of selecting the columns
557 and rows that are to be hidden, simply select the region that is to be kept
558 visible, and then invert the selection.\footnote{It is also possible to hide
559 everything but the selected region using the {\sl View $\Rightarrow$ Hide
560 $\Rightarrow$ All but selected region } menu entry.}
561 \r\r\subsection{Creating groups}\rSelections are lost as soon as a different region is selected. Groups can be
562 created which are labeled regions of the alignment. To create a group, first
563 select the region which is to comprise the group. Then click the right mouse
564 button on the selection to bring up a context menu. Select {\sl Selection
565 $\Rightarrow$ Group $\Rightarrow$ Edit Group Name}\footnote{In earlier versions
566 of Jalview, this entry was variously 'Group' or 'JGroupXXXXX' (Where XXXXX was
567 some serial number).} then enter a name for the group in the dialogue box which
568 appears.
569
570 \begin{figure}
571 \begin{center}
572 \includegraphics[width=3in]{images/group1.pdf}
573 \includegraphics[width=1.5in]{images/newgroup.pdf}
574 \caption{{\bf Creating a new group from a selection}}
575 \label{makegroup}
576 \end{center}
577 \end{figure}
578
579 By default the new group will have a box drawn around it. The appearance of the group can be changed (see Section \ref{colours} below). This group will stay defined even when the selection is removed.
580
581 \subsection{Exporting the current selection}
582
583 The current selection can be copied to the system clipboard (in PFAM format). It can also be output to a textbox using the output functions in the pop-up menu obtained by right clicking the current selection. The textbox enables quick manual editing of the alignment prior to importing it into a new window (using the [New Window] button) or saving to a file with the {\sl File $\Rightarrow$ Save As } pulldown menu option from the text box.
584
585
586 \exercise{Making selections and groups}{
587 \label{exselect}
588 \exstep{Close all windows in  Jalview and load the ferredoxin alignment (PFAM
589 ID PF03460). Choose a residue and  place the mouse cursor on it. Click and drag the mouse cursor to create a selection. As you drag, a red box will `rubber band' out to show the extent of the selection. Release the mouse button and a red box should border the selected region. Now press [ESC] to clear the selection.} \exstep{
590 Select one sequence by clicking on the id panel. Note that the sequence ID takes on a highlighted background and a red box appears around the selected sequence. Now hold down [SHIFT] and click another sequence ID a few positions above or below. Note how the selection expands to include all the sequences between the two positions on which you clicked.
591 Now hold down [CTRL] and click on several sequences ID's both selected and unselected. Note how unselected IDs are individually added to the selection and previously selected IDs are individually deselected. 
592 }
593 \exstep{ Repeat the step above but selecting columns by clicking on the ruler bar instead of selecting rows by clicking on the sequence ID.
594 }
595 \exstep{Press [F2] to enter Cursor mode. Navigate to column 59, row 1 by pressing {\sl 5 9 , 1 [RETURN]}. Press {\sl Q} to mark this position. Now navigate to column 65, row 8 by pressing {\sl 6 5 , 8 [RETURN]}. Press {\sl M} to complete the selection.}
596 \exstep{\label{exselectgrpcolour}Open the popup menu by right-clicking the
597 selected region with the mouse. Open the {\sl Selection $\Rightarrow$ Group $\Rightarrow$ Group Colour } menu and select `Percentage Identity'. This will turn the selected region into a group. }
598 \exstep{Hold down [CTRL] and use the mouse to select and deselect sequences by clicking on their Sequence ID label. Note how the group expands to include newly selected sequences, and the `Percentage Identity' colouring changes. }
599 \exstep{
600 Use the mouse to click and drag the right-hand edge of the selected group. Note again how the group resizes.}
601
602 \exstep{
603 Right click on the text area to open the selection popup-menu. Follow the menus an pick an output format from the {\sl Selection $\Rightarrow$ Output to Textbox \ldots} submenu. 
604 }
605 \exstep{Try manually editing the alignment and then press the [New Window] button to import the file into a new alignment window.}
606
607 % more? change colouring style. set border colour.
608 }
609 \r\subsection{Reordering the alignment}\rSequence reordering is simple. Highlight the sequences to move then press the up or down arrow keys as appropriate (Figure \ref{reorder}). If you wish to move a sequence up past several other sequences it is often quicker to select the group past which you want to move it and then move the group rather than the individual sequence.\r\r\begin{figure}[htbp]
610 \begin{center}
611 \includegraphics[width=3in]{images/move1.pdf}
612 \includegraphics[width=3in]{images/move2.pdf}
613 \caption{{\bf Reordering the alignment.} The selected sequence moves up one position on pressing the $\uparrow$ key}
614 \label{reorder}
615 \end{center}
616 \end{figure}
617
618 \exercise{Reordering the alignment}{
619 \exstep{Open an alignment (e.g.the PFAM domain PF03460). Select one sequence. Using the up and down arrow keys, alter its position in the alignment.
620 }
621 \exstep{Hold [CTRL] and select two sequences separated by one or more un-selected sequences. Note how multiple sequences are grouped together when they are re-ordered using the up and down arrow keys.
622 }
623 }
624
625
626 \subsection{Hiding regions}
627 \label{hidingregions}
628 It is sometimes convenient to exclude some sequences or residues in the alignment without actually deleting them. Jalview allows sequences or alignment columns within a view to be hidden, and this facility has been used to create several different views of the example alignment in the file that is loaded when Jalview is first started (See Figure \ref{startpage}).
629
630 To hide a set of sequences, select them and right-click the mouse on the selected sequence IDs to bring up the context menu. Select {\sl Hide Sequences} and the sequences will be concealed, with a small triangle indicating their position (Figure \ref{hideseq}). To unhide (reveal) the sequences, right click on the triangle and select {\sl Reveal Sequences} from the context menu.
631
632
633  \begin{figure}[htbp]
634 \begin{center}
635 \includegraphics[width=1.5in]{images/hide1.pdf}
636 \includegraphics[width=2.5in]{images/hide2.pdf}
637 \includegraphics[width=1.75in]{images/hide3.pdf}
638 \caption{{\bf Hiding Sequences} Hidden sequences are represented by a blue triangle in the sequence ID panel}
639 \label{hideseq}
640 \end{center}
641 \end{figure}
642
643 A similar mechanism applies to columns (Figure \ref{hidecol}). Selected columns (indicated by a red marker) can be hidden and revealed in the same way via the context menu (right click) on the ruler bar. The hidden column selection is indicated by a blue triangle in the ruler bar.
644
645  \begin{figure}[htbp]
646 \begin{center}
647 \includegraphics[width=2in]{images/hide4.pdf}
648 \includegraphics[width=3in]{images/hide5.pdf}
649 \includegraphics[width=1in]{images/hide6.pdf}
650 \caption{{\bf Hiding Columns} Hidden columns are represented by a blue triangle in the ruler bar}
651 \label{hidecol}
652 \end{center}
653 \end{figure}
654
655 It is often easier to select the region that you intend to work with, rather
656 than the regions that you want to hide. In this case, use the {\sl View $\Rightarrow$ Hide
657 $\Rightarrow$ All but selected region } menu entry, or press [Shift]+[Ctrl]+H
658 to hide the unselected region.
659
660 \subsubsection{Representing a group with a single sequence}
661
662 Instead of hiding a group completely, it is sometimes useful to work with just one representative sequence. The {\sl $<$Sequence ID$>$ $\Rightarrow$ Represent group with $<$Sequence ID$>$ } option from the sequence ID pop-up menu enables this variant of the hidden groups function. The remaining representative sequence can be visualized and manipulated like any other. However, any alignment edits that affect the sequence will also affect the whole sequence group. 
663
664 \exercise{Hiding and revealing regions}{
665 \exstep{Close all windows then open the PFAM accession PF03460. Select a contiguous set of sequences by clicking and dragging on the sequence ID panel. Right click on the selected sequence IDs and select {\sl Hide Sequences}.
666 }
667 \exstep{
668 Right click on the blue triangle indicating hidden sequences and select {\sl Reveal Sequences}. (If you have hidden all sequences then you will need to use the alignment window menu option {\sl View $\Rightarrow$ Show $\Rightarrow$ All Sequences.})
669 }
670 \exstep{
671 Repeat but using a non-contiguous set of sequences. Note that when multiple regions are hidden there are two options, {\sl Reveal Sequences} and {\sl Reveal All}.
672 }
673 \exstep{Repeat the above but hiding and revealing columns instead of sequences.
674 }
675 \exstep{Select a region of the alignment, add in some additional columns to the
676 selection, and experiment with the 'Hide all but selected region' function. }
677 \exstep{Select some sequences and pick one to represent the rest. Bring up the sequence ID pop-up menu for that sequence and select the {\sl Represent group with $<$Sequence ID$>$ } option. Use the pop-up menu again to reveal the hidden sequences that you just picked a representative for.}
678 }
679
680
681
682
683 \subsection{Introducing and removing gaps}
684
685 The alignment view provides an interactive editing interface, allowing gaps to be inserted or deleted to the left of any position in a sequence or sequence group. Alignment editing can only be performed whilst in keyboard editing mode (entered by pressing [F2]) or by clicking and dragging residues with the mouse when [SHIFT] or [CTRL] is held down (which differs from earlier versions of Jalview).
686
687 \subsubsection{Locked Editing}
688 \label{lockededits}
689 The Jalview alignment editing model is different to that used in other alignment
690 editors. Because edits are restricted to the insertion and deletion of gaps to the left of a particular sequence position, editing has the effect of shifting the rest of the sequence(s) being edited down or up-stream with respect to the rest of alignment. The {\sl Edit $\Rightarrow$ Pad Gaps} option can be enabled to eliminate `ragged edges' at the end of the alignment, but does not avoid the `knock-on' effect which is sometimes undesirable. However, its effect can be limited by performing the edit within a selected region. In this case, gaps will only be removed or inserted within the selected region. Edits are similarly constrained when they occur adjacent to a hidden column.
691
692 \subsubsection{Introducing gaps in a single sequence}
693
694 To introduce a gap, place the cursor on the residue to the immediate right of where the gap should appear. Hold down the SHIFT key and the left mouse button, then drag the sequence to the right till the required number of gaps has been inserted.
695
696 One common error is to forget to hold down [SHIFT]. This results in a selection which is one sequence high and one residue long. Gaps cannot be inserted in such a selection. The selection can be cleared and editing enabled by pressing the [ESC] key.
697
698 \subsubsection{Introducing gaps in all sequences of a group}
699
700 To insert gaps in all sequences in a selection or group, place the mouse cursor on any residue in the selection or group to the immediate right of the position in which a gap should appear. Hold down the CTRL key and the left mouse button, then drag the sequences to the right until the required number of gaps has appeared.
701
702 Gaps can be removed by dragging the residue to the immediate right of the gap
703 leftwards whilst holding down [SHIFT] (for single sequences) or [CTRL] (for a group of sequences).
704 \subsubsection{Sliding Sequences}
705
706 Pressing the [$\leftarrow$] or [$\rightarrow$] arrow keys when one or more
707 sequences are selected will ``slide'' the selected sequences to the left or
708 right (respectively). Slides occur regardless of the region selection -
709 which, for example, allows you to easily reposition misaligned subfamilies
710 within a larger alignment.
711
712 \subsubsection{Undoing edits}
713 Jalview supports the undoing of edits via the {\sl Edit $\Rightarrow$ Undo Edit} alignment window menu option. Each editing action is stored and can be reversed in sequence. Colouring of the alignment is not reversible via the {\sl Undo} option.  
714
715
716 % % better idea to introduce hiding sequences, and use the invert selection, hide
717 % others, to simplify manual alignment construction
718 \exercise{Editing alignments}{
719 \label{mousealedit}
720 % TODO: VERIFY FOR 2.6.1 and 2.7 - NUMBERING/INSTRUCTIONS APPEAR OFF
721
722 \exstep{ Load the URL
723 \textsf{http://www.jalview.org/tutorial/unaligned.fa} which contains part of the
724 ferredoxin alignment from PF03460.
725
726  You are going to manually reconstruct the alignment that jalview loads by
727  default. Remember to use [CTRL]+Z to undo an edit, or the {\tr File
728  $\Rightarrow$ Reload } function to revert the alignment back to the original
729  version if you want to start again.
730  }
731
732 \exstep{ Select the first 7 sequences, and press H to hide them (or right click
733 on the sequence IDs to open the sequence ID popup menu, and select {\tr Hide
734 Sequences}). }
735
736 \exstep{ Select FER3\_RAPSA and FER\_BRANA. Slide the sequences to
737 the left so the initial {\bf A} lies at column 57 using the $\Rightarrow$ key.}
738
739 \exstep{ Select FER1\_SPIOL, FER1\_ARATH, FER2\_ARATH, Q93Z60\_ARATH and
740 O80429\_MAIZE (Hint: press [CTRL]-I to invert the sequence selection and then
741 deleset FER1\_MAIZE), and use the $\Rightarrow$ key to slide them to so they
742 begin at column 5 of the alignment view.} 
743
744 \exstep{ Select all the visible
745 sequences in the block by pressing [CTRL]-A. Insert a single gap in all selected
746 sequences at column 38 by holding [CTRL] and clicking on the R in FER1\_SPIOL and
747 dragging one column to right. Insert another gap at column 47 in all sequences in
748 the same way.}
749
750 \exstep{ Correct the ferredoxin domain alignment for FER1\_SPIOL by
751 insert two additional gaps after the gap at column 47: hold [SHIFT] and click and
752 drag on the G and move it two columns to the right.}
753
754 \exstep{ Now complete the
755 alignment of FER1\_SPIOL with a {\bf locked edit} by pressing [ESC] and select
756 columns 47 to 57 of the FER1\_SPIOL row. Move the mouse onto the G at column 50,
757 hold [SHIFT] and drag the G to the left by one column to insert a gap at column
758 57.}
759
760 \exstep{ In the next two steps you will complete the alignment of the last two sequences.
761
762 Select the last two sequences (FER1\_MAIZE and O80429\_MAIZE), then press [SHIFT]
763 and click and drag the initial methionine of O80429\_MAIZE 5 columns to the right
764 so it lies at column 10. Keep holding [SHIFT] and click and drag to insert
765 another gap at the proline at column 25 (16P). Remove the gap at
766 column 44, and insert 4 gaps at column 47 (after AAPM).}
767
768 \exstep{ Hold [SHIFT] and drag the I at column 39 of FER1\_MAIZE 2 columns to the
769 right. Remove the gap at FER1\_MAIZE column 49 by [SHIFT]+click and drag left by
770 one column. Insert three gaps in FER1\_MAIZE at column 47 by holding [SHIFT] and
771 click and drag the S in FER1\_MAIZE to the right by three columns. Finally,
772 remove the gap in O80429\_MAIZE at column 56 using [SHIFT]-drag to the left on
773 42R.}
774
775 \exstep{ Use the
776 {\sl Edit $\Rightarrow$ Undo Edit} and {\sl Edit $\Rightarrow$ Redo Edit} menu option to step backwards and replay the
777 edits you have made} 
778 }
779
780 \begin{figure}[htb]
781 \begin{center}
782 \includegraphics[width=3in]{images/edit1.pdf}
783 \includegraphics[width=3in]{images/edit2.pdf}
784 \caption{{\bf Introducing gaps in a single sequence.} Gaps are introduced as the
785 selected sequence is dragged to the right with [SHIFT] pressed.}
786 \label{gapseq}
787 \end{center}
788 \end{figure}
789
790 \begin{figure}[htb]
791 \begin{center}
792 \includegraphics[width=3in]{images/edit3.pdf}
793 \includegraphics[width=3in]{images/edit4.pdf}
794 \caption{{\bf Introducing gaps in a group.} Gaps are introduced as the selected
795 group is dragged to the right with [CTRL] pressed.}
796 \label{gapgroup}
797 \end{center}
798 \end{figure}
799
800
801 \subsubsection{Editing in Cursor mode}
802
803 Gaps can be be easily inserted when in cursor mode (toggled with [F2]) by pressing [SPACE]. Gaps will be inserted at the cursor, pushing the residue under the cursor to the right. To insert {\sl n} gaps type {\sl n} and then press [SPACE]. To insert gaps into all sequences of a group, use [CTRL]-[SPACE] or [SHIFT]-[SPACE] (both keys held down together).
804
805 Gaps can be removed in cursor mode by pressing [BACKSPACE]. The gap under the cursor will be removed. To remove {\sl n} gaps, type {\sl n} and then press [BACKSPACE]. Gaps will be deleted up to the number specified. To delete gaps from all sequences of a group, use [CTRL]-[BACKSPACE] or [SHIFT]-[BACKSPACE] (both keys held down together).
806
807 \exercise{Keyboard edits}{
808 \exstep{Load the sequence alignment at \textsf{http://www.jalview.org/tutorial/unaligned.fa}, or continue using the edited alignment from exercise \ref{mousealedit}.  If you continue from the previous exercise, then first right click on the sequence ID panel and select {\tr Reveal All}.
809
810 Now, enter cursor mode by pressing [F2]}
811 %TODO: BACKSPACE or DELETE WHEN SEQS ARE SELECTED WILL DELETE ALL SEQS JAL-783
812 \exstep{Insert 58 gaps at the start of the first sequence (FER\_CAPAA). Press {\sl 58} then {\sl [SPACE]}. }
813 \exstep{Go down one sequence and select rows 2-5 as a block. Click on the second sequence ID (FER\_CAPAN). Hold down shift and click on the fifth (FER1\_PEA). }
814 \exstep{Insert 6 gaps at the start of this group. Go to column 1 row 2 by typing {\sl 1,2} then pressing {\sl [RETURN]}. Now insert 6 gaps. Type {\sl 6} then hold down [CTRL] and press the space bar.}
815 \exstep{Now insert one gap at column 34 and another at 38. Insert 3 gaps at 47. Press {\sl 3 4 C} then [CTRL]-[SPACE].  Press {\sl 3 8 C} then [CTRL]-[SPACE]. Press {\sl 4 7 C} then {\sl 3 [CTRL-SPACE]} the first through fourth sequences are now aligned.} 
816 \exstep{The fifth sequence (FER1\_PEA) is poorly aligned. We will delete some gaps and add some new ones. Navigate to the start of sequence 5 and delete 3 gaps. Press {\sl 1 , 5 [RETURN]} then {\sl 3 [BACKSPACE]} to delete three gaps. Go to column 31 and delete the gap. Press {\sl 3 1 C [BACKSPACE]} .}
817 \exstep{ Similarly delete the gap now at column 34, then insert two gaps at column 38 . Press {\sl 3 4 C [BACKSPACE]  3 8 C  2 [SPACE]}. Delete three gaps at 44 and insert one at 47 by pressing {\sl 4 4 C 3 [BACKSPACE] 4 7 C [SPACE]}.  The top five sequences are now aligned.}
818 }
819 \r\section{Colouring sequences}
820 \label{colours}
821
822 Colouring sequences is a key aspect of alignment presentation. Jalview allows
823 you to colour the whole alignment, or just specific groups. Alignment and
824 group colours are rendered
825 {\sl below} any other colours, such as those arising from sequence features
826 (these are described in Section \ref{featannot}). This means that if you
827 try to apply one of the colourschemes described in this section, and nothing
828 appears to happen, it may be that you have sequence feature annotation
829 displayed, and you may have to disable it using the {\sl View $\Rightarrow$
830 Show Features} option before you can see your colourscheme.
831
832 There are two main types of colouring styles: simple static residue colourschemes and dynamic schemes which use conservation and consensus analysis to control colouring. A hybrid colouring is also possible, where static residue schemes are modified using a dynamic scheme. The individual schemes are described in Section \ref{colscheme} below.
833
834 \subsection{Colouring the whole alignment}
835
836 \parbox[c]{3.75in}{The alignment can be coloured via the {\sl Colour} menu option in the alignment window. Selecting the colour scheme causes all residues to be coloured. The menu is divided into three sections. The first section gives options for the behaviour of the menu options, the second lists static and dynamic colourschemes available for selection. The last gives options for making hybrid colourschemes using conservation shading or colourscheme thresholding. 
837
838 }\parbox[c]{3in}{
839 \centerline {
840 \includegraphics[width=2.5in]{images/colour2.pdf}
841 }
842 }
843
844 \subsection{Colouring a group or selection}
845
846 Selections or groups can be coloured in two ways. The first is via the Alignment Window's {\sl Colour} menu, after first ensuring that the Apply to all groups flag is not selected. This must be turned off specifically as it is on by default.
847
848 The second method is to use the  {\sl Selection $\Rightarrow$ Group $\Rightarrow$ Group Colour}  context menu option obtained by right clicking on the group (Figure \ref{colgrp}). 
849
850 \begin{figure}[htbp]
851 \begin{center}
852 %TODO update group_col.pdf to show latest jalview group edit submenu
853 \includegraphics[width=4in]{images/group_col.pdf}
854 \caption{{\bf Colouring a group via the context menu.}}
855 \label{colgrp}
856 \end{center}
857 \end{figure}
858
859 \subsection{Shading by conservation}
860 For many colour schemes, the intensity of the colour in a column can be scaled
861 by the degree of amino acid property conservation. Selecting {\sl Colour
862 $\Rightarrow$ By Conservation} enables this mode, and {\sl Modify
863 conservation threshold} brings up a selection box (the {\sl Conservation
864 Threshold dialog box}) allowing the alignment colouring to be modified.
865 Selecting a higher value limits colouring to more highly conserved columns (Figure \ref{colcons}).
866
867  \begin{figure}[htbp]
868 \begin{center}
869 \includegraphics[width=2in]{images/colourcons1.pdf}
870 \includegraphics[width=2in]{images/colourcons3.pdf}
871 \includegraphics[width=2in]{images/colourcons5.pdf}
872 \caption{{\bf Conservation Shading} The density of the ClustalX style residue colouring is controlled by the conservation threshold. The effect of 0\% (left), 50\% (center) and 100\% (right) thresholds are shown.
873 }
874 \label{colcons}
875 \end{center}
876 \end{figure}
877
878 \subsection{Thresholding by percentage identity}
879
880 `Thresholding' is another hybrid colour model where a residue is only coloured
881 if it is not excluded by an applied threshold. Selecting {\sl Colour $\Rightarrow$ Above Identity Threshold} brings up a selection box with a slider controlling the minimum percentage identity threshold to be applied. Selecting a higher threshold (by sliding to the right) limits the colouring to columns with a higher percentage identity (as shown by the Consensus histogram in the annotation panel).
882
883 \subsection{Colouring by Annotation}
884 \parbox[c]{3in}{
885 Any of the quantitative annotations shown on an alignment can be used to
886 threshold or shade the whole alignment\footnote{Please remember to turn off
887 Sequence Feature display to see the shading}. The {\sl Colour $\Rightarrow$ By
888 Annotation} options opens a dialog which allows you to select which annotation
889 to use, the minimum and maximum shading colours or whether the original
890 colouring should be thresholded (the `Use original colours' option).
891 }\parbox[c]{3in}{
892 \centerline{\includegraphics[width=2.5in]{images/col_byannot.pdf}}}
893 \subsection{Colour schemes} 
894
895 \label{colscheme}
896 Full details on each colour scheme can be found in the Jalview on-line help. A brief description of each one is provided below:
897
898 \subsubsection{ClustalX}
899
900
901  \parbox[c]{3.5in}{This is an emulation of the default colourscheme used for alignments in Clustal X, a graphical interface for the ClustalW multiple sequence alignment program. Each residue in the alignment is assigned a colour if the amino acid profile of the alignment at that position meets some minimum criteria specific for the residue type. }
902 \parbox[c]{3in}{\includegraphics[width=2.75in]{images/col_clustalx.pdf}}
903
904 \subsubsection{Blosum62}
905
906 \parbox[c]{3.5in}{Gaps are coloured white. If a residue matches the consensus sequence residue at that position it is coloured dark blue. If it does not match the consensus residue but the Blosum 62 matrix gives a positive score, it is coloured light blue.}
907 \parbox[c]{3in}{
908 \includegraphics[width=2.75in]{images/col_blosum62.pdf}
909 }
910
911 \subsubsection{Percentage Identity}
912 \parbox[c]{3.5in}{
913 The Percent Identity  option colours the residues (boxes and/or text) according to the percentage of the residues in each column that agree with the consensus sequence. Only the residues that agree with the consensus residue for each column are coloured.
914 }
915 \parbox[c]{3in}{
916 \includegraphics[width=2.75in]{images/col_percent.pdf}
917 }
918
919 \subsubsection{Zappo}
920 \parbox[c]{3.5in}{
921 The residues are coloured according to their physicochemical properties. The physicochemical groupings are Aliphatic/hydrophobic, Aromatic, Positive, Negative, Hydrophillic, conformationally special, and Cyst(e)ine.
922 }
923 \parbox[c]{3in}{
924 \includegraphics[width=2.75in]{images/col_zappo.pdf}
925 }
926
927 \subsubsection{Taylor}
928
929 \parbox[c]{3.5in}{
930 This colour scheme was devised by Willie Taylor and an entertaining description of it's origin can be found in Protein Engineering, Vol 10 , 743-746 (1997)
931 }
932 \parbox[c]{3in}{
933 \includegraphics[width=2.75in]{images/col_taylor.pdf}
934 }
935
936 \subsubsection{Hydrophobicity}
937 \parbox[c]{3.5in}{
938 Residues are coloured according to the hydrophobicity table of Kyte, J., and Doolittle, R.F., J. Mol. Biol. 1157, 105-132, 1982. The most hydrophobic residues are coloured red and the most hydrophilic ones are coloured blue.
939 }
940 \parbox[c]{3in}{
941 \includegraphics[width=2.75in]{images/col_hydro.pdf}
942 }
943
944 \subsubsection{Helix Propensity}
945
946 \parbox[c]{3.5in}{
947 The residues are coloured according to their Chou-Fasman\footnote{\label{chou-fasman}Chou, PY and Fasman, GD. Annu Rev Biochem. 1978;47:251-76.} helix propensity. The highest propensity is magenta, the lowest is green.
948 }
949 \parbox[c]{3in}{
950 \includegraphics[width=2.75in]{images/col_helix.pdf}
951 }
952
953 \subsubsection{Strand Propensity}
954
955 \parbox[c]{3.5in}{
956 The residues are coloured according to their Chou-Fasman\textsuperscript{\ref{chou-fasman}} Strand propensity. The highest propensity is Yellow, the lowest is blue.
957 }
958 \parbox[c]{3in}{
959 \includegraphics[width=2.75in]{images/col_strand.pdf}
960 }
961
962
963
964 \subsubsection{Turn Propensity}
965 \parbox[c]{3.5in}{
966 The residues are coloured according to their Chou-Fasman\textsuperscript{\ref{chou-fasman}} turn propensity. The highest propensity is red, the lowest is cyan.
967 }
968 \parbox[c]{3in}{
969 \includegraphics[width=2.75in]{images/col_turn.pdf}
970 }
971
972 \subsubsection{Buried Index}
973 \parbox[c]{3.5in}{
974 The residues are coloured according to their Chou-Fasman\textsuperscript{\ref{chou-fasman}} burial propensity. The highest propensity is blue, the lowest is green.
975 }
976 \parbox[c]{3in}{
977 \includegraphics[width=2.75in]{images/col_buried.pdf}
978 }
979  
980
981 \subsubsection{Nucleotide}
982 \parbox[c]{3.5in}{
983 Residues are coloured with four colours corresponding to the four nucleotide bases. All non ACTG residues are uncoloured. See Section \ref{workingwithnuc} for further information about working with nucleic acid sequences and alignments.
984 }
985 \parbox[c]{3in}{
986 \includegraphics[width=2.75in]{images/col_nuc.pdf}
987 }
988
989
990
991 \exercise{Colouring Alignments}{ 
992 \exstep{
993 Open a sequence alignment, for example the PFAM domain PF03460. Select the alignment menu option {\sl Colour $\Rightarrow$ ClustalX}. Note the colour change. Now try all the other colour schemes in the {\sl Colour} menu. Note that some colour schemes do not colour all residues.
994 }
995 \exstep{
996 Colour the alignment using {\sl Colour  $\Rightarrow$ Blosum62}. Select a group of around 4 similar sequences. Use the context menu (right click on the group) option {\sl Selection $\Rightarrow$ Group $\Rightarrow$ Group Colour $\Rightarrow$ Blosum62} to colour the selection. Notice how some residues which were not coloured are now coloured. The calculations performed for dynamic colouring schemes like Blosum62 are based on the group being coloured, not the whole alignment (this also explains the colouring changes observed in the group selection exercise step \ref{exselectgrpcolour}).
997 }
998 \exstep{
999 Keeping the same selection as before, colour the complete alignment using {\sl Colour  $\Rightarrow$ Taylor}. Select the menu option  {\sl Colour  $\Rightarrow$ By Conservation}. Slide the selector from side to side and observe the changes in the alignment colouring in the selection and in the complete alignment. 
1000 }
1001 }
1002
1003 \subsubsection{User Defined}
1004 This dialogue allows the user to create any number of named colour schemes at will. Any residue may be assigned any colour. The colour scheme can then be named. If you save the colour scheme, this name will appear on the Colour menu
1005
1006
1007 \begin{figure}[htbp]
1008 \begin{center}
1009 \includegraphics[width=2.5in]{images/col_user1.pdf}
1010 \includegraphics[width=2in]{images/col_user2.pdf}
1011 \includegraphics[width=1.75in]{images/col_user3.pdf}
1012 \caption{{\bf Creation of a user defined colour scheme.} Residue types are assigned colours (left). The profile is saved (center) and can then be accessed via the {\sl Colour} menu (right).}
1013 \label{usercol}
1014 \end{center}
1015 \end{figure}
1016
1017
1018 \exercise{User defined colour schemes}{
1019 \exstep{Load a sequence alignment. Select the alignment menu option {\sl Colour $\Rightarrow$ User Defined}. A dialogue window will open.
1020 }
1021 \exstep{Click on an amino acid button, then select a colour for that amino acid. Repeat till all amino acids are coloured to your liking.
1022 }
1023 \exstep{ Insert a name in the appropriate field and click {\sl Save Scheme}. You will be prompted for a file name in which to save the colour scheme. The dialogue window can now be closed.
1024 }
1025 \exstep{
1026 The new colour scheme appears in the list of colour schemes in the {\sl Colour} menu and can be selected in future Jalview sessions.
1027 }
1028 }
1029 \r\section{Alignment formatting and graphics output}
1030 \label{layoutandoutput}
1031 Jalview is a WYSIWIG alignment editor. This means that for most kinds of graphics output, the layout that is seen on screen will be the same as what is output in an exported graphics file. It is therefore important to pick the right kind of display layout prior to generating figures. 
1032
1033 \subsection{Multiple Alignment Views}
1034
1035 Jalview is able to create multiple independent visualizations of the same underlying alignment - these are called {\tr Views}. Because each view displays the same underlying data, any edits performed in one view will update the alignment or annotation visible in all views.
1036
1037 \parbox[c]{4in}{Alignment views are created using the {\tr View $\Rightarrow$ New View} option of the alignment window. This will create a new view with the same groups, alignment layout and display options as the current one. Views may be gathered (by pressing G) together as named tabs on the alignment window, or displayed simultaneously in their own window (by pressing X).}\parbox[c]{2.75in}{
1038 \begin{center}\centerline{
1039 \includegraphics[width=2.5in]{images/mulv_tabs.pdf}}
1040 \end{center}
1041 }
1042
1043 % JBPNote make an excercise on views ?
1044
1045 \subsection{Alignment layout}
1046 Jalview provides two screen layout modes, unwrapped (the default) where the alignment is in one long line across the window, and wrapped, where the alignment is on multiple lines, each the width of the window. Most layout options are controlled by the Format menu option in the alignment window, and control the overall look of the alignment in the view (rather than just a selected region).
1047 \subsubsection{Wrapped alignments}
1048 Wrapped alignments can be toggled on and off using the {\sl Format $\Rightarrow$ Wrap} menu option (Figure \ref{wrap}). Note that the annotation lines are also wrapped. Wrapped alignments are great for publications and presentations but are of limited use when working with large numbers of sequences. Furthermore, alignment annotation (see Section \ref{featannot}) cannot be interactively created or edited in wrapped mode, and selection of large regions is difficult.
1049 \begin{figure}[htbp]
1050 \begin{center}
1051 \parbox[c]{2in}{\includegraphics[width=2in]{images/wrap1.pdf}}
1052 \parbox[c]{4in}{\includegraphics[width=4in]{images/wrap2.pdf}}
1053 \caption{{\bf Wrapping the alignment}}
1054 \label{wrap}
1055 \end{center}
1056 \end{figure}
1057
1058
1059 \subsubsection{Fonts}
1060
1061 \parbox[c]{4in}{The text appearance in a view can be modified via the {\sl Format $\Rightarrow$ Font\ldots} alignment window menu. This setting applies for all alignnment and annotation text except for that displayed in tool-tips. Additionally, font size and spacing can be adjusted rapidly by clicking the middle mouse button and dragging across the alignment window.}
1062 \parbox[c]{2in}{\centerline{\includegraphics[width=1.75in]{images/font.pdf}}}
1063
1064 \subsubsection{Numbering and label justification}
1065 Options in the {\sl Format} menu are provided to control the also provides a range of options to control the display of sequence and alignment numbering, the justification of sequence IDs and annotation row column labels on the annotation rows shown below the alignment.
1066
1067 \subsubsection{Alignment and Group colouring and appearance}
1068 The display of hidden row/column markers and gap characters can be turned off with {\sl Format $\Rightarrow$ Hidden Markers} and {\sl Format $\Rightarrow$ Show Gaps}, respectively. The {\sl Text} and {\sl Colour Text} option controls the display of sequence text and the application of alignment and group colouring to it. {\sl Boxes } controls the display of the background area behind each residue that is coloured by the applied coloursheme.  
1069
1070 \subsubsection{Highlighting nonconserved symbols}
1071 The alignment layout and group sub-menu both contain an option to hide
1072 conserved symbols from the alignment display ({\sl Format $\Rightarrow$ Show
1073 nonconserved } in the alignment window or {\sl Popup Menu $\Rightarrow$ Group
1074 $\Rightarrow$ Show nonconserved}). This mode is useful when working with
1075 alignments that exhibit a high degree of homology, because Jalview will only
1076 display gaps or sequence symbols that differ from the consensus for each
1077 column, and render all others with a `.'.
1078 %TODO add a graphic to illustrate this.
1079 \subsection{Annotation ordering and display}
1080 % TODO: describe consensus, conservation, quality user preferences, and group
1081 % annotation preferences.
1082 The annotation lines which appear below the sequence alignment are described in
1083 detail in Section \ref{annot}. They can be hidden by toggling the {\sl View
1084 $\Rightarrow$ Show Annotations} menu option. Additionally, each annotation line
1085 can be hidden and revealed in the same way as sequences via the context menu on
1086 the annotation name panel (Figure \ref{annot}). Annotations can be reordered by
1087 dragging the annotation line label on the annotation label panel. Placing the
1088 mouse over the top annotation label brings up a resize icon. When this is
1089 displayed, Click-dragging up and down alters the relative size of the sequence
1090 alignment and annotation alignment panels.
1091
1092 \begin{figure}
1093 \begin{center}
1094 \includegraphics[width=2.5in]{images/annot1.pdf}
1095 \includegraphics[width=2.5in]{images/annot2.pdf}
1096 \caption{{\bf Hiding Annotations} Annotations can either be hidden from the {\sl View} menu (left) or individually from the context menu (right)}
1097 \label{annot}
1098 \end{center}
1099 \end{figure}
1100
1101 \exercise{Alignment Layout}{
1102 \label{exscreen}
1103 \exstep{Start Jalview and open the URL \textsf{http://www.jalview.org/examples/exampleFile.jar}. Select {\sl Format $\Rightarrow$ Wrap} from the alignment window menu. Experiment with the various options from the {\sl Format} menu. to adjust the ruler placement, sequence ID format and so on. }
1104 \exstep{Hide all the annotation rows by selecting {\sl View $\Rightarrow$ Show Annotations} from the alignment window menu. Reveal the annotations by selecting the same menu option.} 
1105 \exstep{Right click on the annotation row labels to bring up the context menu.  Select {\sl Hide This Row}. Bring up the context menu again and select {\sl Show All Hidden Rows} to reveal them}
1106 \exstep{Annotations can be reordered by clicking and dragging the row to the desired position. Click on the {\sl Consensus} row and drag it upwards to just above {\sl Quality}. The rows should now be reordered. Features and annotations are covered in more detail in Section \ref{featannot} below.}
1107 \exstep{Move the mouse to the top left hand corner of the Secondary Structure annotation row label - a grey up/down arrow symbol should appear - when this is shown, the height of the {\sl Annotation Area} can be changed by Clicking and dragging the mouse up or down.}
1108 }
1109
1110 \subsection{Graphical output}
1111 \label{figuregen}
1112 \parbox[c]{4in}{Jalview allows alignments figures to be exported in three different formats, each of which is suited to a particular purpose. Image export is via the {\sl File $\Rightarrow$ Export Image $\Rightarrow$ \ldots } alignment window menu option. }
1113 \parbox[c]{2in}{\centerline{\includegraphics[width=1.25in]{images/image.pdf}}}
1114
1115 \subsubsection{HTML}
1116
1117 \parbox[c]{3in}{HTML is the format used by web pages. Jalview outputs the alignment as an HTML table with all the colours and fonts as seen. Any additional annotation will also be embedded as sensitive areas on the page, such as URL links for each sequence's ID label. This file can then be viewed directly with any web browser. Each residue is placed in an individual table cell. Unwrapped alignments will produce a very wide page.}
1118 \parbox[c]{3.5in}{\centerline{\includegraphics[width=3in]{images/image_html.pdf}}}
1119
1120 \subsubsection{EPS}
1121 \parbox[c]{3in}{EPS is Encapsulated Postscript. It is the format of choice for publication and posters as it gives the highest quality output of any of the image types. It can be scaled indefinitely so will still look good on an A0 poster. This format can be read by most good presentation and graphics packages such as Adobe Illustrator. 
1122 }
1123 \parbox[c]{3.5in}{\centerline{\includegraphics[width=3in]{images/image_eps.pdf}} \par \centerline{Zoom Detail of EPS image.}}
1124
1125 \subsubsection{PNG}
1126 \parbox[c]{3in}{
1127 PNG is Portable Network Graphics. This output option produces an image that can be easily included in web pages and incorporated in presentations using e.g. Powerpoint or Open Office. It is a bitmap image so does not scale and is unsuitable for use on posters, or in publications.
1128
1129 For submission of alignment figures to journals, please use EPS\footnote{If the journal complains, {\em insist}.}.
1130 }
1131 \parbox[c]{3.5in}{\centerline{\includegraphics[width=3in]{images/image_png.pdf}} \par \centerline{Zoom Detail of PNG image.}}
1132  \exercise{Graphical Output}{
1133 \exstep{Load the example Jalview Jar file in Exercise \ref{exscreen}. Customise it how you wish but leave it unwrapped. Select {\sl File $\Rightarrow$ Export Image $\Rightarrow$ HTML} from the alignment menu. Save the file and open it in your favourite web browser.  }
1134 \exstep{Now wrap the alignment (Exercise \ref{exscreen}) and export the image to HTML again. Compare the two images. Note that the exported image matches the format displayed in the alignment window but annotations are not exported.}
1135 \exstep{Export the alignment using the {\sl File $\Rightarrow$ Export Image $\Rightarrow$ PNG} menu option. Open the file in an image viewer that allows zooming (eg. Paint or Photoshop on Windows, Preview on Mac OS X) and zoom in. Notice that the image is a bitmap and it becomes pixelated very quickly. Note also that the annotation lines are included in the image.}
1136 \exstep{Export the alignment using the {\sl File $\Rightarrow$ Export Image $\Rightarrow$ EPS} menu option. Open the file in a suitable program such as Ghostview or Preview (Mac OS X). Zoom in and note that the image is indefinitely scalable.}
1137 }
1138
1139 \chapter{Analysis and Annotation}
1140 \label{analysisannotation}
1141
1142 This chapter describes the annotation, analysis, and visualization tasks that the Jalview Desktop can perform. Section \ref{wkwithstructure} introduces the structure visualization capabilities of Jalview. In Section \ref{alignanalysis}, you will find details of the Tree building, viewing and PCA capabilities, alignment redundancy removal, pairwise alignments and alignment conservation analysis. Subsequently, in Section \ref{jvwebservices}, programs available remotely for multiple sequence alignment and secondary structure prediction are described.
1143
1144 Section \ref{featannot} describes the mechanisms provided by Jalview for interactive creation of sequence and alignment annotation and how they are displayed, imported and exported. Section \ref{featuresfromdb} discusses the retrieval of database references and establishment of sequence coordinate systems for the retrieval and display of features from databases and DAS annotation services. Finally, Section \ref{workingwithnuc} describes functions and visualization techniques relevant to working with nucleotide sequences, coding region annotation and nucleotide sequence alignments.
1145
1146 \section{Working with structures}
1147 \label{wkwithstructure}
1148 Jalview facilitates the use of protein structures for the analysis of alignments by providing a linked view of structures associated with protein sequences in the alignment. The Java based molecular viewing program Jmol\footnote{See the Jmol homepage \url{http://www.jmol.org} for more information.} has been incorporated\footnote{Earlier versions of Jalview included MCView - a simple main chain structure viewer. Structures are visualized as an alpha carbon trace and can be viewed, rotated and coloured in a structure viewer and the results interpreted on a sequence alignment.} which enables sophisticated molecular visualizations to be prepared and investigated alongside an analysis of associated sequences.
1149 PDB format files can be imported directly or structures can be retrieved from the the Macromolecular Structure Database (MSD) using the Sequence Fetcher (see \ref{fetchseq}).
1150
1151 \subsection{Automatic association of PDB structures with sequences}
1152 Jalview can automatically determine which structures are associated with a
1153 sequence if that sequence has an ID from a public database that contains
1154 cross-references to the PDB, such as Uniprot. Right-click on any sequence ID and
1155 select {\sl $<$Sequence ID$>$ $\Rightarrow$ Structure $\Rightarrow$
1156 Associate Structure with Sequence $\Rightarrow$ Discover PDB IDs } from the context menu (where {\sl $<$Sequence ID$>$} is the ID of the sequence on which
1157 you clicked) (Figure \ref{auto}). Jalview will attempt to associate the
1158 sequence with a Uniprot sequence and from there discover any associated PDB
1159 structures. This takes a few seconds and applies to all sequences in the
1160 alignment which have valid Uniprot IDs. On moving the cursor over the sequence
1161 ID the tool tip\footnote{Tip: The sequence ID tooltip can often become large for
1162 heavily cross referenced sequence IDs. Use the {\sl View $\Rightarow$ Sequence
1163 ID Tooltip $\Rightarrow$ } submenu to disable the display of database cross
1164 references or non-positional features. } now shows the Uniprot ID and any
1165 associated PDB structures.
1166
1167 \begin{figure}[htbp]
1168 \begin{center}
1169 %TODO fix formatting
1170 \parbox{1.5in}{
1171 {\centering 
1172 \begin{center}
1173 \includegraphics[width=1.5in]{images/auto1.pdf}
1174 \end{center}}
1175 } \parbox{3.25in}{
1176 {\centering 
1177 \begin{center}
1178 \includegraphics[scale=0.5]{images/auto2.pdf}
1179 \end{center}
1180 }
1181 } \parbox{1.5in}{
1182 {\centering 
1183 \begin{center} 
1184 \includegraphics[width=1.5in]{images/auto3.pdf}
1185 \end{center}
1186 }
1187 }
1188
1189 \caption{{\bf Automatic PDB ID discovery.} The tooltip (left) indicates that no PDB structure has been associated with the sequence. After PDB ID discovery (center) the tool tip now indicates the Uniprot ID and any associated PDB structures (right)}
1190 \label{auto}
1191 \end{center}
1192 \end{figure}
1193
1194 \subsection{Viewing Protein Structures}
1195 The structure viewer can be launched through the sequence ID context menu.
1196 Select {\sl Structure $\Rightarrow$ View Structure $\Rightarrow$ $<$PDB
1197 ID$>$}. The structure will be downloaded or loaded from the local file system,
1198 and shown as a ribbon diagram coloured according to the associated sequence in
1199 the current alignment view (Figure \ref{structure} (right)). The structure can
1200 be rotated by clicking and dragging in the structure window. The structure can
1201 be zoomed using the mouse scroll wheel (if available). Moving the mouse cursor
1202 over a sequence to which the structure is linked in the alignment panel
1203 highlights the respective residue's sidechain atoms. The sidechain highlight
1204 may be obscured by other parts of the molecule. Similarly, moving the cursor
1205 over the structure shows a tooltip and highlights the corresponding residue in
1206 the alignment. Often, the position highlighted may not be in the visible
1207 portion of the current alignment view. If the alignment window's {\sl View
1208 $\Rightarrow$ Automatic Scrolling } option is not selected, then you may have
1209 to manually move the alignment scroll bars to see the highlighted region.
1210
1211 \begin{figure}[htbp]
1212 \begin{center}
1213 \parbox{3in}{
1214 {\centering 
1215 \begin{center}
1216 \includegraphics[scale=0.5]{images/structure1.pdf}
1217 \end{center}
1218 }
1219 }
1220 \parbox{3.2in}{
1221 {\centering 
1222 \begin{center}
1223 \includegraphics[width=3in]{images/structure2.pdf}
1224 \end{center}
1225 }
1226 }
1227 \caption{{\bf Structure visualization} The structure viewer is launched from the sequence ID context menu (left) and allows the structure to be visualized using the embedded Jmol molecular viewer (right). }
1228 \label{structure}
1229 \end{center}
1230 \end{figure}
1231
1232 \subsubsection{Customising structure display}
1233
1234 Structure display can be modified using the {\sl Colour} and {\sl View} menus in the structure viewer. The background colour can be modified by selecting the {\sl Colours $\Rightarrow$ Background Colour\ldots} option.
1235
1236 By default, the structure will be coloured in the same way as the sequence in the associated alignment view. The structure can be coloured independently of the sequence by selecting an appropriate colour scheme from the {\sl Colours} menu. It can be coloured according to the alignment using the {\sl Colours $\Rightarrow$ By Sequence } option. The image in the structure viewer can be output to EPS or PNG format via the {\sl File $\Rightarrow$ Save As $\Rightarrow$ \ldots} submenu. The mapping between the structure and the sequence (How well and which parts of the  structure relate to the sequence) can be viewed with the {\sl File $\Rightarrow$ View Mapping} menu option.  
1237
1238 \subsubsection{Using the Jmol visualization interface }
1239
1240 Jmol has a comprehensive set of selection and visualization functions that are
1241 accessed from the Jmol popup menu (by right-clicking in the Jmol window or by
1242 clicking the Jmol logo). Molecule colour and rendering style can be
1243 manipulated, and distance measurements and molecular surfaces can be added to
1244 the view. It also has its own ``Rasmol\footnote{see
1245 http://www.rasmol.org}-like'' scripting language, which is described elsewhere\footnote{Jmol Wiki: \url{http://wiki.jmol.org/index.php/Scripting}
1246
1247 Jmol Scripting reference: \url{http://www.stolaf.edu/academics/chemapps/jmol/docs/}}. Jalview utilises the scripting language to interact with Jmol and to store the state of a Jmol visualization within Jalview archives, in addition to the PDB data file originally loaded or retrieved by Jalview. To access the Jmol scripting environment directly, use the {\sl Jmol $\Rightarrow$ Console} menu option.
1248
1249
1250 \exercise{Viewing Structures}{
1251 \exstep{Load the alignment at
1252 \textsf{http://www.jalview.org/examples/exampleFile.jar}. Right-click on the
1253 sequence ID label for any of the sequences (e.g. {\sl FER1\_SPIOL}) to bring up
1254 the context menu. Select {\sl FER1\_SPIOL $\Rightarrow$ Structure $\Rightarrow$
1255 Associate Structure with Sequence $\Rightarrow$ Discover
1256 PDB ids}. Jalview will now attempt to find PDB structures for the sequences in
1257 the alignment. } \exstep{ Right-click on the sequence ID for {\sl FER1\_SPIOL}.
1258 Select { \sl FER1\_SPIOL $\Rightarrow$ Structure $\Rightarrow$ View Structure
1259 $\Rightarrow$ 1A70} A structure viewing window appears. Rotate the molecule by clicking and dragging in the structure viewing box. Zoom with the mouse scroll wheel. } \exstep{Roll the mouse cursor along the {\sl FER1\_SPIOL} sequence in the alignment. Note that if a residue in the sequence maps to one in the structure, a label will appear next to that residue in the structure viewer. Move the mouse over the structure. Placing the mouse over a part of the structure will bring up a tool tip indicating the name and number of that residue. The corresponding residue in the sequence is highlighted in black. Clicking the alpha carbon toggles the highlight and residue label on and off. Try this by clicking on a set of three or four adjacent residues so that the labels are persistent, then finding where they are in the sequence. } \exstep{Select {\sl Colours $\Rightarrow$ Background Colour\ldots} from the structure viewer menu and choose a suitable colour. Press {\sl OK} to apply this. Select {\sl File $\Rightarrow$ Save As $\Rightarrow$ PNG} and save the image. View this with your web browser. }
1260 \exstep{Select {\sl File $\Rightarrow$ View Mapping} from the structure viewer menu. A new window opens showing the residue by residue alignment between the sequence and the structure.} 
1261
1262 \exstep{Select {\sl File $\Rightarrow$ Save $\Rightarrow$ PDB file} and choose a new filename to save the PDB file. Once the file is saved, open the location in your file browser (or explorer window) and drag the PDB file that you just saved on to the Jalview desktop (or load it from the {\sl Jalview Desktop $\Rightarrow$ Input Alignment $\Rightarrow$ From File } menu). Verify that you can open and view the associated structure from the sequence ID pop-up menu's {\sl Structure } submenu in the new alignment window.}
1263
1264 \exstep{Right click on the structure to bring up the Jmol window. Explore the menu options. Try to change the style of molecular display - by first using the {\sl Jmol $\Rightarrow$ Select $\Rightarrow$ all} command, and then the {\sl Jmol $\Rightarrow$ Style $\Rightarrow$ Scheme $\Rightarrow$ Ball and stick} command.}
1265 \exstep{Use the {\sl File $\Rightarrow$ Save As .. } function to save the alignment as a Jalview Project. Now close the alignment and the structure view, and load the project file you just saved.
1266
1267 Verify that the Jmol display is as it was when you just saved the file.}
1268 }
1269
1270 \section{Analysis of alignments}
1271 \label{alignanalysis}
1272 Jalview provides support for sequence analysis in two ways. A number of analytical methods are `built-in' and run inside Jalview itself and are mostly accessed from the {\sl Calculate} alignment window menu. Computationally intensive analyses are run outside Jalview via web services - these are typically accessed via the {\sl Web Services} menu, and described in Section \ref{jvwebservices}. In this section, we describe the built-in analysis capabilities common to both the Jalview Desktop and the JalviewLite applet.
1273  
1274 \subsection{PCA}
1275 This calculation creates a spatial representation of the similarities within the current selection or the whole alignment if no selection has been made. After the calculation finishes, a 3D viewer displays the each sequence as a point in 3D `similarity space'. Sets of similar sequences tend to lie near each other in this space.
1276 Note: The calculation is computationally expensive, and may fail for very large sets of sequences - because the JVM has run out of memory. Memory issues were discussed in Section \ref{memorylimits}.
1277 \subsubsection{What is PCA?}
1278
1279 Principal components analysis is a technique for examining the structure of complex data sets. The components are a set of dimensions formed from the measured values in the data set, and the principle component is the one with the greatest magnitude, or length. The sets of measurements that differ the most should lie at either end of this principle axis, and the other axes correspond to less extreme patterns of variation in the data set.
1280 In this case, the components are generated by an eigenvector decomposition of the matrix formed from the sum of BLOSUM scores at each aligned position between each pair of sequences. The basic method is described in the 1995 paper by {\sl G. Casari, C. Sander} and {\sl A. Valencia} \footnote{{\sl Nature Structural  Biology} (1995) {\bf 2}, 171-8. \rPMID: 7749921} and implemented at the SeqSpace server at the EBI.
1281
1282 \subsubsection{The PCA Viewer}
1283
1284 PCA analysis can be launched from the {\sl Calculate $\Rightarrow$ Principle Component Analysis} menu option. PCA requires a selection containing at least 4 sequences.  A window opens containing the PCA tool (Figure \ref{PCA}). Each sequence is represented by a square, coloured by the background colour of the sequence ID label. The axes can be rotated by clicking and dragging the left mouse button and zoomed using the $\uparrow$ and $\downarrow$ keys or the scroll wheel of the mouse (if available).  A tool tip appears if the cursor is placed over a sequence. Sequences can be selected by clicking on them. [CTRL]-Click can be used to select multiple sequences. 
1285 \begin{figure}[hbtp]
1286 \begin{center}
1287 \includegraphics[width=2in]{images/PCA1.pdf}
1288 \includegraphics[width=3in]{images/PCA3.pdf}
1289 \caption{{\bf PCA Analysis} }
1290 \label{PCA}
1291 \end{center}
1292 \end{figure}
1293 Labels will be shown for each sequence by toggling the {\sl View $\Rightarrow$ Show Labels} menu option, and the plot background colour changed via the {\sl View $\Rightarrow$ Background Colour..} dialog box. A graphical representation of the PCA plot can be exported as an EPS or PNG image via the {\sl File $\Rightarrow$ Save As $\Rightarrow$ \ldots } submenu.
1294
1295 \exercise{Principle Component Analysis}{
1296 \exstep{Load the alignment at
1297 \textsf{http://www.jalview.org/examples/exampleFile.jar} and select {\sl Select
1298 $\Rightarrow$ Undefine Groups}. } \exstep{Select the menu option {\sl Calculate $\Rightarrow$ Principle Component Analysis}. A new window will open. Move this window so that the tree, alignment and PCA viewer window are all visible. Try rotating the plot by clicking and dragging the mouse on the plot in the PCA window. Note that clicking on points in the plot will highlight them on the alignment and tree. }
1299 \exstep{
1300 Click on the tree window. Careful selection of the tree partition location will divide the alignment into a number of groups, each of a different colour. Note how the colour of the sequence ID label matches both the colour of the partitioned tree and the points in the PCA plot.
1301 }
1302 }
1303
1304 \subsection{Trees}
1305 \label{trees}
1306 Jalview can calculate and display trees, providing interactive tree-based grouping of sequences though a tree viewer. All trees are calculated via the {\sl Calculate $\Rightarrow$ Calculate Tree $\Rightarrow$ \ldots} submenu. Trees can be calculated from distance matrices determined from \% identity or aggregate BLOSUM 62 score using either average distance (UPGMA) or Neighbour joining algorithms. The input data for a tree calculation is either the visible portions of the current selection, or the whole alignment if no selection is present.
1307
1308 On calculating a tree, a new window opens (Figure \ref{trees1}) which contains
1309 the tree. Various display settings can be found in the tree window {\sl View}
1310 menu, including font, scaling and label display options, and the {\sl File
1311 $\Rightarrow$ Save As} submenu contains options for image and Newick file
1312 export. Newick format is a standard file format for trees which allows them to
1313 be exported to other programs.  Jalview can also read in external trees in Newick format via the {\sl File $\Rightarrow$ Load Associated Tree} menu option. Leaf names on imported trees will be matched to the associated alignment - unmatched
1314 leaves will still be displayed, and can be highlighted using the {\sl View
1315 $\Rightarrow$ Show Unlinked Leaves} menu option.
1316
1317
1318 \begin{figure}
1319 \begin{center}
1320 \includegraphics[width=2.5in]{images/trees1.pdf}
1321 \includegraphics[width=2.5in]{images/trees2.pdf}
1322 \includegraphics[width=1.25in]{images/trees4.pdf}
1323 \caption{{\bf Calculating Trees} Jalview provides four built in models for calculating trees. Jalview can also load precalculated trees in Newick format (right).}
1324 \label{trees1}
1325 \end{center}
1326 \end{figure}
1327
1328
1329 Clicking on the tree brings up a cursor across the height of the tree. The sequences are automatically partitioned and coloured (Figure \ref{trees2}). To group them together, select the {\sl Calculate $\Rightarrow$ Sort $\Rightarrow$ By Tree Order} alignment window menu option and the correct tree. The sequences will then be sorted according to the leaf order currently shown in the tree view. The coloured background to the sequence IDs can be removed with {\sl Select $\Rightarrow$ Undefine Groups} from the alignment window menu.
1330
1331 \begin{figure}
1332 \begin{center}
1333 \includegraphics[width=5in]{images/trees3.pdf}
1334 \caption{{\bf Interactive Trees} The tree level cutoff can be used to designate groups in Jalview}
1335 \label{trees2}
1336 \end{center}
1337 \end{figure}
1338
1339 %\subsubsection{Multiple Views and Input Data recovery from PCA and Tree Viewers}
1340 % move to ch. 3 ?
1341 %Both PCA and Tree viewers are linked analysis windows. This means that their selection and display are linked to a particular alignment, and control and reflect the selection state for a particular view.
1342
1343 \subsubsection{Recovering input data for a tree or PCA plot calculation}
1344 \parbox[c]{5in}{
1345 The {\sl File $\Rightarrow$ Input Data } option will open a new alignment window containing the original data used to calculate the tree or PCA plot (if available). This function is useful when a tree has been created and then the alignment subsequently changed. 
1346 }
1347 \parbox[c]{1.25in}{\centerline{\includegraphics[width=1.25in]{images/pca_fmenu.pdf}
1348 }}
1349
1350 \subsubsection{Changing the associated view for a tree or PCA viewer}
1351 \parbox[c]{4in}{
1352 The {\sl View $\Rightarrow$ Associated View $\Rightarrow$ .. } submenu is shown when the viewer is associated with an alignment that is involved in multiple views. Selecting a different view does not affect the tree or PCA data, but will change the colouring and display of selected sequences in the display in accord with the colouring and selection state of the newly associated view. 
1353 } \parbox[c]{3in}{\centerline{
1354 \includegraphics[width=2.5in]{images/pca_vmenu.pdf} }}
1355
1356
1357 \exercise{Trees}{
1358 \exstep{ Open the alignment at \textsf{http://www.jalview.org/tutorial/alignment.fa}. Select {\sl Calculate $\Rightarrow$ Calculate Tree $\Rightarrow$ Neighbour Joining Using BLOSUM62}. A new tree window will appear.}
1359 \exstep{Click on the tree window. A cursor will appear. Note that placing this cursor divides the tree into a number of groups by colour. Place the cursor to give about 4 groups, then select {\sl Calculate $\Rightarrow$ Sort $\Rightarrow$ By Tree Order $\Rightarrow$ Neighbour Joining Tree using BLOSUM62 from ... }. The sequences are reordered to match the order in the tree and groups are formed implicitly.}
1360 \exstep{Select {\sl Calculate $\Rightarrow$ Calculate Tree $\Rightarrow$ Neighbour Joining Using \% Identity}. A new tree window will appear. The group colouring makes it easy to see the diferences between the two trees, calculated using different methods.}
1361 \exstep{Select from sequence 2 column 60 to sequence 12 column 123. Select  {\sl Calculate $\Rightarrow$ Calculate Tree $\Rightarrow$ Neighbour Joining Using BLOSUM62}. A new tree window will appear. It can be seen that the tree contains 11 sequences. It has been coloured according to the already selected groups from the first tree and is calculated purely from the residues in the selection. 
1362 Comparing the location of individual sequences between the two trees illustrates the importance of selecting appropriate regions of the alignment for the calculation of trees. 
1363 }
1364 \exstep{Recover the input data for the tree you just calculated. Check the {\sl Edit $\Rightarrow$ Pad Gaps } option is not ticked, and insert one gap in the alignment. Now select {\sl Calculate $\Rightarrow$ Calculate Tree $\Rightarrow$ Neighbour Joining Using BLOSUM62}. 
1365
1366 A warning dialog box {\bf ``Sequences must be aligned'' } appears because the sequences input to the tree calculation are of different lengths. }
1367
1368 \exstep{Now select {\sl Edit $\Rightarrow$ Pad Gaps } and try to perform the tree calculation again - this time a new tree should appear.
1369
1370 This demonstrates the use of the {\sl Pad Gaps } editing preference, which ensures that all sequences are the same length after editing. }
1371
1372 }
1373
1374 \subsection{Tree Based Conservation Analysis}
1375 \label{treeconsanaly}
1376
1377 Trees reflect the pattern of global sequence similarity exhibited by the
1378 alignment or region within the alignment that was used for their calculation.
1379 The Jalview tree viewer enables sequences to be partitioned into groups based
1380 on the tree, by clicking within the tree viewer window. Once subdivided, the
1381 conservation between and within groups can be visually compared in order to
1382 better understand the pattern of similarity revealed by the tree, and the
1383 variation within the clades partitioned by the grouping. The conservation based
1384 colourschemes and the group associated conservation and consensus annotation
1385 (enabled using the alignment window's {\sl View $\Rightarrow$ Automatic
1386 Annotation $\Rightarrow$ Group Consensus} and {\sl Group Conservation} options)
1387 can help when working with larger alignments.
1388
1389 \exercise{Tree Based Conservation Analysis}{
1390 \label{consanalyexerc}
1391 \exstep{Load the PF03460 Seed alignment using the sequence fetcher. Colour it with the {\sl Taylor colourscheme}, and apply {\sl Conservation } shading. }
1392 \exstep{Build a Neighbourjoining tree using BLOSUM62 and use the sort submenu to order alignment using the calculated tree.}
1393 \exstep{Select a point on the tree to partition the alignment, and examine the variation in colouring between different groups. 
1394
1395 You may find it easier to browse the alignment by if you uncheck the {\sl Show Annotations} view option, and open the overview window to aid navigation.}
1396 \exstep{Try changing the colourscheme to BLOSUM62 (whilst ensuring that {\sl Apply Colour to All Groups} is selected)}
1397 {\sl Note: You may want to save the alignment and tree as a project file, since
1398 it is used in the next few exercises. } }
1399
1400 \subsection{Redundancy Removal}
1401
1402 The redundancy removal dialog box is opened using the {\sl Edit $\Rightarrow$ Remove Redundancy\ldots} option in the alignment menu. As its menu option placement suggests, this is actually an alignment editing function, but it is convenient to describe it here. The redundancy removal dialog box presents a percentage identity slider which sets the redundancy threshold. Aligned sequences which exhibit a percentage identity greater than the current threshold are highlighted in black. The [Remove] button can then be used to delete these sequences from the alignment as an edit operation\footnote{Which can usually be undone. A future version of Jalview may allow redundant sequences to be hidden, or represented, rather than deleted.}.
1403 \begin{figure}
1404 \begin{center}
1405 \includegraphics[width=5.5in]{images/redundancy.pdf}
1406 \end{center}
1407 \label{removeredundancydialog}
1408 \caption{The Redundancy Removal dialog box opened from the edit menu. Sequences that exceed the current percentage identity threshold and are to be removed are highlighted in black.}
1409 \end{figure}
1410
1411 \exercise{Remove redundant sequences}{
1412 \exstep{Re-use or recreate the alignment and tree which you worked with in the
1413 tree based conservation analysis exercise (exercise \ref{consanalyexerc})}
1414 \exstep{Open the Remove Redundancy dialog and adjust the threshold to 90\%. Remove the sequences that are more than 90\% similar under this alignment.}
1415 \exstep{Select the Tree viewer's {\sl View $\Rightarrow$ Show Linked Leaves} option, and note that the removed sequences are now prefixed with a * in the tree view.}
1416 \exstep{Use the [Undo] button on the dialog to recover the sequences. Note that the * symbols disappear from the tree display.}
1417 \exstep{Experiment with the redundancy removal and observe the relationship between the percentage identity threshold and the pattern of unlinked nodes in the tree display.}
1418 }
1419
1420 \subsection{Subdividing the alignment according to specific mutations}
1421
1422 It is often necessary to explore variations in an alignment that may correlate
1423 with mutations observed in a particular region; for example, sites
1424 exhibiting single nucleotide polymorphism, or residues involved in substrate
1425 recognition in an enzyme. One way to do this would be to calculate a tree using
1426 the specific region, and subdivide it in order to partition the alignment.
1427 However, calculating a tree can be slow for large alignments, and the tree may be difficult to partition when complex mutation patterns are being analysed. The {\sl Select $\Rightarrow$ Make groups for
1428 selection } function was introduced to make this kind of analysis easier. When
1429 selected, it will use the characters in the currently selected region to
1430 subdivide the alignment. For example, if a single column is selected, then the
1431 alignment (or each group defined on the alignment) will be divided into groups
1432 based on the residue or nucleotide found at that position. These new groups are
1433 annotated with the characters in the selected region, and Jalview's group based
1434 conservation analysis annotation and colourschemes can then be used to reveal
1435 any associated pattern of sequence variation across the whole alignment.
1436
1437 \subsection{Automated annotation of Alignments and Groups}
1438
1439 On loading a sequence alignment, Jalview will
1440 normally\footnote{Automatic annotation can be turned off in the
1441 {\sl Visual } tab in the {\sl Tools $\Rightarrow$ Preferences } dialog box.}
1442 calculate a set of automatic annotation rows which are shown below the
1443 alignment. For nucleotide sequence alignments, only an alignment
1444 consensus row will be shown, but for amino acid sequences,
1445 alignment quality (based on BLOSUM62) and physicochemical conservation will
1446 also be shown. Conservation is calculated according to Livingstone and
1447 Barton\footnote{{\sl "Protein Sequence Alignments: A Strategy for the Hierarchical Analysis of Residue Conservation."
1448 } Livingstone C.D. and Barton G.J. (1993) {\sl CABIOS } {\bf 9}, 745-756}.
1449 Consensus is the modal residue (or {\tt +} where there is an equal top
1450 residue). The inclusion of gaps in the consensus calculation can be toggled by
1451 right-clicking on the the Consensus label and selecting {\sl Ignore Gaps in
1452 Consensus} from the context menu. Quality is a measure of the inverse
1453 likelihood of unfavourable mutations in the alignment. Further details on these
1454 calculations can be found in the on-line documentation.
1455
1456 These annotations can be hidden and deleted but are only created on loading an
1457 alignment. If they are deleted then the alignment should be saved and reloaded
1458 to restore them. Jalview provides a toggle to autocalculate a consensus
1459 sequence upon editing. This is normally left selected but for large alignments
1460 can be turned off via the {\sl Calculate $\Rightarrow$ Autocalculate
1461 Consensus} menu option if the interface is too sluggish.
1462
1463 \subsubsection{Group Associated Annotation}
1464 \label{groupassocannotation}
1465 Group associated consensus and conservation annotation rows reflect the
1466 sequence variation within a particular group. Their calculation is enabled
1467 by selecting the {\sl Group Conservation} or {\sl Group Consensus} options in
1468 the {\sl View $\Rightarrow$ Automatic Annotation } submenu of the alignment
1469 window. 
1470
1471 \subsubsection{Alignment and Group Sequence Logos}
1472 \label{seqlogos}
1473
1474 The consensus annotation row that is shown below the alignment can be overlaid
1475 with a sequence logo that reflects the symbol distribution at each column of
1476 the alignment. Right click on the Consensus annotation row and select the 'Show
1477 Logo' option to display the Consensus profile for the group or alignment.
1478 Sequence logos can be enabled by default for all new alignments {\sl via} the
1479 Visual tab in the Jalview desktop's preferences dialog box.
1480
1481 \exercise{Group conservation analysis}{
1482 \exstep{Re-use or recreate the alignment and tree which you worked with in the
1483 tree based conservation analysis exercise (exercise \ref{consanalyexerc})} \exstep{Create a new view, and ensure the annotation panel is displayed, and
1484 enable the display of {\sl Group Consensus}, and the display of sequence
1485 logos to make it easier to see the different residue populations within each group.}
1486 \exstep{Select a column exhibiting about 50\% conservation that lies within the
1487 central conserved region of the alignment. Subdivide the alignment according to
1488 this selection using {\sl Select $\Rightarrow$ Make groups for selection}.}
1489 \exstep{Re-order the alignment according to the new groups that have been
1490 defined. Click on the group annotation row IDs to select groups exhibiting a
1491 specific mutation.}
1492 \exstep{Select another column exhibiting about 50\% conservation
1493 overall, and subdivide the alignment further. Note that the new groups
1494 inherit the names of the original groups, allowing you to identify the
1495 combination of mutations that resulted in the subdivision.
1496 }
1497 \exstep{Clear the groups, and try to subdivide the alignment using two
1498 non-adjacent columns.
1499 {\sl Hint: You may need to hide the intervening columns
1500 before you can select both of the columns that you wish to use to subdivide
1501 the alignment.}}
1502 \exstep{Switch back to the original view, and experiment with subdividing the tree groups made in the previous excercise.}
1503 }
1504
1505 \subsection{Other Calculations}
1506
1507
1508 \subsubsection{Pairwise Alignments}
1509
1510 Jalview can calculate optimal pairwise alignments between arbitrary sequences via the {\sl Calculate $\Rightarrow$ Pairwise Alignments\ldots} menu option. Global alignments of all pairwise combinations of the selected sequences are performed and the results returned in a text box.
1511
1512 \begin{figure}[]
1513 \begin{center}
1514 \includegraphics[width=4in]{images/pairwise.pdf}
1515 \caption{{\bf Pairwise alignment of sequences.} Pairwise alignments of three selected sequences are shown in a textbox.}
1516 \label{pairwise}
1517 \end{center}
1518 \end{figure}
1519
1520 \pagebreak[2]
1521
1522 \section{Webservices}
1523 \label{jvwebservices}
1524 The term ``Webservices'' refers to a variety of data exchange
1525 mechanisms based on HTTP.\footnote{HTTP: Hyper-Text Transfer Protocol.} 
1526
1527 \parbox[c]{4.5in}{Jalview can exploit public webservices to access databases
1528 remotely, and also submit data to public services by opening pages with your web browser. These types of
1529 services are `one-way', {\sl i.e.} data is either sent to the webservice or
1530 retrieved from it by Jalview. The desktop application can also interact
1531 with `two-way' remote analysis services in order to offload computationally
1532 intensive tasks to High Performance Computing facilities.}
1533 \parbox[c]{1.75in}{\includegraphics[width=1.65in]{images/wsmenu.pdf}}
1534
1535 \subsection{One way web services}
1536
1537 There are three types of one way service in jalview. Database services,
1538 which were introduced in in Section \ref{fetchseq}, provide sequence and
1539 alignment data. They can also be used to add sequence IDs to an alignment
1540 imported from a local file, prior to further annotation retrieval, as described
1541 in Section \ref{featuresfromdb}. A second type of one way service is provided
1542 by Jalview's DAS sequence feature retrieval system, which is described
1543 in Section \ref{dasfretrieval}. The final type of one way service are sequence
1544 and ID submission services, exemplified by the `Envision2 Services' provided
1545 by the ENFIN Consortium\footnote{ENFIN is the European Network for Functional
1546 INtegration. Please see http://www.enfin.org for more information. }.
1547
1548 \subsubsection{One-way submission services}
1549 Jalview can use the system's web browser to submit sets of sequences and
1550 sequence IDs to web based applications. Single sequence IDs can be passed to
1551 a web site using the user definable URL links listed under the {\sl
1552 Links} submenu of the sequence ID popup menu. These are configured
1553 in the {\sl Connections} tab of the {\sl Preferences} dialog box.
1554
1555 The Envision2 services presented in the webservice menu provides are the first
1556 example of one way services where multiple sequences or sequence IDs can be
1557 sent. The {\sl Web services $\Rightarrow$ Envision2 Services} menu entry
1558 provides two sub-menus that enable you to submit the sequences or IDs
1559 associated with the alignment or just the currently selected sequences to one
1560 of the Envision2 workflows. Selecting any one will open a new browser window on
1561 the Envision2 web application. The menu entries and their tooltips provide
1562 details of the Envision2 workflow and the dataset set that will be submitted
1563 ({\sl i.e.} the database reference type, or associated sequence subset). Please
1564 note, due to technical limitations, Jalview can currently only submit small
1565 numbers of sequences to the workflows - if no sequence or ID submissions are
1566 presented in the submenus, then try to select a smaller number of sequences to
1567 submit.
1568
1569 \subsection{Remote Analysis Services}
1570 Remote analysis services enable Jalview to use external computational
1571 facilities. There are curently two types of service - multiple sequence
1572 alignment and protein secondary structure prediction. In both cases, Jalview
1573 will construct a job based on the alignment or currently selected sequences, ask
1574 the remote server to run the job, monitor status of the job and, finally,
1575 retrieve the results of the job and display them. The Jalview user is kept
1576 informed of the progress of the job through a status window.
1577
1578 Currently, web service jobs and their status windows are not stored in Jalview
1579 Project Files\footnote{This may be rectified in future versions.}, so it is
1580 important that you do not close Jalview whilst a job is running. It is also
1581 essential that you have a continuous network connection in order to
1582 successfully use Web Services from Jalview, since it periodically checks the
1583 progress of running jobs.
1584
1585 \subsection{Multiple Sequence Alignment}
1586
1587 Sequences can be aligned using any of three algorithms: ClustalW\footnote{{\sl "CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position specific gap penalties and weight matrix choice."} Thompson JD, Higgins DG, Gibson TJ (1994) {\sl  Nucleic Acids Research} {\bf 22}, 4673-80}, Muscle\footnote{{\sl "MUSCLE: a multiple sequence alignment method with reduced time and space complexity"} Edgar, R.C. (2004) {\sl BMC Bioinformatics} {\bf 5}, 113}  or MAFFT\footnote{{\sl "MAFFT: a novel method for rapid multiple sequence alignment based on fast Fourier transform"}  Katoh, K., Misawa, K., Kuma, K. and Miyata, T. (2002) {\sl  Nucleic Acids Research} {\bf 30}, 3059-3066.  and {\sl "MAFFT version 5: improvement in accuracy of multiple sequence alignment"} Katoh, K., Kuma, K., Toh, H. and Miyata, T. (2005) {\sl Nucleic Acids Research} {\bf 33}, 511-518.} Of these, ClustalW is the slowest but is historically the most widely used. Muscle is fast and probably the most accurate for smaller alignments and MAFFT is probably the best for large alignments. 
1588
1589
1590 To run an alignment web service, select the appropriate method from the {\sl
1591 Web Service $\Rightarrow$  Alignment $\Rightarrow$ \ldots} submenu (Figure
1592 \ref{webservices}). A progress window will appear giving information about the
1593 job and any errors that occur. After successful completion of the job, a new
1594 window is opened with the results, in this case an alignment. By default, the
1595 new alignment will be ordered in the same way as the input sequences;
1596 however, many alignment programs re-order the input to place homologous
1597 sequences close together. This ordering can be recovered using the 'Original
1598 ordering' entry within the {\sl Calculation $\Rightarrow$ Sort } sub menu. 
1599
1600 \begin{figure}[htbp]
1601 \begin{center}
1602 \parbox[c]{1.5in}{\includegraphics[width=1.5in]{images/ws1.pdf}}
1603 \parbox[c]{2.5in}{\includegraphics[width=2.5in]{images/ws2.pdf}}
1604 \parbox[c]{2in}{\includegraphics[width=2in]{images/ws3.pdf}}
1605 \caption{{\bf Multiple alignment via web services} The appropriate method is
1606 selected from the menu (left), a status box appears (centre), and the results
1607 appear in a new window (right)}
1608 \label{webservices}
1609 \end{center}
1610 \end{figure}
1611
1612 \subsubsection{Realignment}
1613
1614 The re-alignment option is currently only supported by ClustalW. When performing a re-alignment, Jalview submits the current selection to the alignment service complete with any existing gaps. This approach is useful when one wishes to align additional sequences to an existing alignment without any further optimisation to the existing alignment. The Re-alignment service provided by ClustalW in this case is effectively a simple form of profile alignment. 
1615
1616 \subsubsection{Alignments of sequences that include hidden regions}
1617
1618 If the view or selected region that is submitted for alignment contains hidden regions, then only the visible sequences will be submitted to the service. Furthermore, each contiguous segment of sequences will be aligned independently (resulting a number of alignment `subjobs' appearing in the status window). Finally, the results of each subjob will be concatenated with the hidden regions in the input data prior to their display in a new window. This approach ensures that 1) hidden column boundaries in the input data are preserved in the resulting alignment - in a similar fashion to the constraint that hidden columns place on alignment editing (see Section \ref{lockededits}). 2) hidden columns can be used to preserve existing parts of an alignment whilst the visible parts are locally refined. 
1619
1620 \exercise{Multiple Sequence Alignment}{
1621 \exstep{ Close all windows and open the alignment at {\sf http://www.jalview.org/tutorial/unaligned.fa}.  Select {\sl Web Service $\Rightarrow$ Alignment $\Rightarrow$ Muscle Multiple Protein Sequence Alignment}. A window will open giving the job status. After a short time, a second window will open with the results of the alignment.}
1622 \exstep{Select the first sequence set by clicking on the window and try running ClustalW and MAFFT (from the {\sl Web Services $\Rightarrow$ Alignment} menu) on the same initial alignment. Compare them and you should notice small differences.
1623 }
1624 \exstep{Select the last three sequences in the MAFFT alignment, and de-align them with {\sl Edit $\Rightarrow$ Remove All Gaps}. Press [ESC] to deselect them and then submit the view for re-alignment with ClustalW.}
1625 \exstep{Use [CTRL]-Z to recover the alignment of the last three sequences in the MAFFT alignment. Once the ClustalW re-alignment has completed, compare the results of re-alignment of the three sequences with their alignment in the original MAFFT result.}
1626 \exstep{Select columns 60 to 125 in the original MAFFT alignment and hide them. Select {\sl Web Services $\Rightarrow$ Alignment $\Rightarrow$ MAFFT} to submit the visible portion of the alignment to MAFFT. When the web service job pane appears, note that there are now two alignment job status panes shown in the window.}
1627 \exstep{When the MAFFT job has finished, compare the alignment of the N-terminal visible region in the result with the corresponding region of the original alignment. If you wish, select and hide a few more columns in the N-terminal region, and submit the alignment to the service again and explore the effect of local alignment on the non-homologous parts of the N-terminal region.} 
1628 }
1629
1630
1631 \subsection{Protein Secondary Structure Prediction}
1632
1633 Protein secondary structure prediction is performed using the
1634 Jpred\footnote{{\sl ``The Jpred 3 Secondary Structure Prediction Server''} Cole, C., Barber, J. D. and Barton, G. J. (2008) {\sl Nucleic Acids Research} {\bf 36}, (Web Server Issue) W197-W201
1635
1636 {\sl ``Jpred: A Consensus Secondary Structure Prediction Server''} Cuff, J. A.,
1637 Clamp, M. E., Siddiqui, A. S., Finlay, M. and Barton, G. J. (1998) {\sl
1638 Bioinformatics} {\bf 14}, 892-893} server at the University of
1639 Dundee\footnote{http://www.compbio.dundee.ac.uk/www-jpred/}. The behaviour of
1640 this calculation depends on the current selection:
1641 \begin{list}{$\circ$}{}
1642 \item If nothing is selected, Jalview will check the length of each alignment row to determine if the visible sequences in the view are aligned.
1643 \begin{list}{-}{}
1644               \item If all rows are the same length (often due to the application of the {\sl Edit $\Rightarrow$ Pad Gaps} option), then a JNet prediction will be run for the first sequence in the alignment, using the current alignment as the profile to use for prediction.
1645               \item  Otherwise, just the first sequence will be submitted for a full JNet prediction.
1646 \end{list}
1647 \item If just one sequence (or a region on one sequence) has been selected, it will be submitted to the automatic JNet prediction server for homolog detection and prediction. 
1648 \item If a set of sequences are selected, and they appear to be aligned using the same criteria as above, then the alignment will be used for a Jnet prediction on the first sequence in the set (that is, the one that appears first in the alignment window).
1649 \end{list}
1650 Jpred is launched in the same way as the other web services. Select {\sl Web
1651 Services $\Rightarrow$ Secondary Structure Prediction $\Rightarrow$ JNet
1652 Secondary Structure Prediction} from the alignment window menu
1653 (Figure \ref{jpred}). A status window opens to inform you of the progress of
1654 the job. Upon completion, a new alignment window opens and the Jpred
1655 predictions are included as annotations. Consult the Jpred documentation for
1656 information on interpreting these results.
1657
1658 \begin{figure}[htbp]
1659 \begin{center}
1660 \includegraphics[width=2.25in]{images/jpred1.pdf}
1661 \includegraphics[width=3in]{images/jpred2.pdf}
1662 \caption{{\bf Secondary Structure Prediction} Status (left) and results (right) windows for JNet predictions. }
1663 \label{jpred}
1664 \end{center}
1665 \end{figure}
1666
1667 \subsubsection{Hidden Columns and JNet Predictions}
1668 \label{hcoljnet}
1669 Hidden columns can be used to exclude parts of a sequence or profile from the
1670 input sent to the JNet service. For instance, if a sequence is known to include
1671 a large loop insertion, hiding that section prior to submitting the JNet
1672 prediction may result in a more reliable\footnote{This, of course, cannot be guaranteed, but the profile
1673 calculated by JNet will at least be different.} secondary structure prediction
1674 either side of the insertion. Prediction results returned from the service will
1675 be mapped back onto the visible parts of the sequence, to ensure a single frame
1676 of reference is maintained in your analysis.
1677
1678 \exercise{Secondary Structure Prediction}{
1679 \label{secstrpredex}
1680 \exstep{ Open the alignment at \textsf{http://www.jalview.org/tutorial/alignment.fa}. Select the sequence {\sl FER\_MESCR} by clicking on the sequence ID. Then select {\sl Web Services $\Rightarrow$ Secondary Structure Prediction $\Rightarrow$ JNet Secondary Structure Prediction} from the alignment window menu. A status window will appear and after some time a new window with the JPred prediction will appear. Note that the number of sequences in the results window is many more than in the original alignment as JNet performs a PSI-BLAST search to expand the prediction dataset.
1681 }
1682 % TODO: check how long this takes - about 2 mins once it gets on the cluster.
1683 \exstep{
1684 Select a different sequence and perform a JNet prediction in the same way. There will probably be minor differences in the predictions.
1685 }
1686 \exstep{
1687 Select the second sequence prediction, and copy and paste it into the first prediction window. You can now compare the two predictions. Jnet secondary structure prediction annotation are examples of {\bf sequence associated alignment annotation}.
1688 % which is described in Section \ref{seqassocannot} below.
1689 }
1690 \exstep{
1691 Select and hide some columns in one of the profiles that were returned from the JNet service, and then submit the profile for prediction again. 
1692 }
1693 \exstep{
1694 When you get the result, verify that the prediction has not been made for the hidden parts of the profile, and that the JPred reliability scores differ from the prediction made on the full profile. 
1695
1696 {\sl Note: you may want to keep this data for use in exercise \ref{viewannotfileex}.}
1697 }
1698 }
1699
1700
1701 \section{Features and Annotation}
1702 \label{featannot}
1703 Features and annotations are additional information that is overlaid on the sequences and the alignment. Generally speaking, annotations are associated with columns in the alignment. Features are associated with specific residues in the sequence. 
1704
1705 Annotations are rendered below the alignment, in the annotation panel, and often reflect properties of the alignment as a whole.  The conservation, consensus and quality scores are examples of dynamic annotation. As the alignment changes, these annotations will change along with it. Conversely, sequence features are properties of the individual sequences. They do not change with the alignment, but are shown mapped on to specific residues within the alignment. 
1706
1707 Features and annotation can be interactively created, or retrieved from external data sources. DAS (the Distributed Annotation System) is the primary source of sequence features, whilst webservices like JPred (see \ref{jpred} above) can be used to analyse a given sequence or alignment and generate annotation for it.
1708
1709
1710 \subsection{Creating sequence features}
1711 Sequence features can be created simply by selecting the area in a sequence (or sequences) to form the feature and selecting {\sl Selection $\Rightarrow$ Create Sequence Feature } from the right-click context menu (Figure \ref{features}). A dialogue box allows the user to customise the feature with respect to name, group, and colour. The feature is then associated with the sequence. Moving the mouse over a residue associated with a feature brings up a tool tip listing all features associated with the residue.
1712
1713 \begin{figure}[htbp]
1714 \begin{center}
1715 \includegraphics[width=2in]{images/feature1.pdf}
1716 \includegraphics[width=2.5in]{images/feature2.pdf}
1717 \includegraphics[width=1.5in]{images/feature3.pdf}
1718 \caption{{\bf Creating sequence features.} Features can readily be created from selections via the context menu and are then displayed on the sequence. }
1719 \label{features}
1720 \end{center}
1721 \end{figure}
1722
1723 Creation of features from a selection spanning multiple sequences results in the creation of one feature per sequence. Each feature remains associated with it's own sequence.
1724
1725 \subsection{Customising feature display}
1726
1727 Feature display can be toggled on or off by selecting the {\sl View
1728 $\Rightarrow$ Show Sequence Features} menu option. When multiple features are
1729 present it is usually necessary to customise the display. Jalview allows the
1730 display, colour, rendering order and transparency of features to be modified
1731 via the {\sl View $\Rightarrow$ Feature Settings\ldots} menu option. This
1732 brings up a dialogue window (Figure \ref{custfeat}) which allows the
1733 visibility of individual feature types to be selected, colours changed (by
1734 clicking on the colour of each sequence feature type) and the rendering order
1735 modified by dragging feature types to a new position in the list. Dragging the
1736 slider alters the transparency of the feature rendering. The Feature
1737 Settings dialog also includes functions for more advanced feature shading
1738 schemes and buttons for sorting the alignment according to the distribution of
1739 features. These capabilities are described further in sections
1740 \ref{featureschemes} and \ref{featureordering}.
1741
1742 \begin{figure}[htbp]
1743 \begin{center}
1744 \includegraphics[width=4in]{images/features4.pdf}
1745 \caption{{\bf Multiple sequence features.} An alignment with JPred secondary structure prediction annotation below it, and many sequence features overlaid onto the aligned sequences. The tooltip lists the features annotating the residue below the mouse-pointer.}
1746 \end{center}
1747 \end{figure}
1748
1749 \begin{figure}[htbp]
1750 \begin{center}
1751 \includegraphics[width=4in]{images/features5.pdf}
1752 \caption{{\bf Customising sequence features.} Features can be recoloured, switched on or off and have the rendering order changed. }
1753 \label{custfeat}
1754 \end{center}
1755 \end{figure}
1756
1757 \subsection{Sequence Feature File Formats}
1758
1759 Jalview supports the widely used GFF tab delimited format\footnote{see
1760 http://www.sanger.ac.uk/resources/software/gff/spec.html} and its own Jalview
1761 Features file format for the import of sequence annotation. Features and
1762 alignment annotation are also extracted from other formats such as Stockholm,
1763 and AMSA. URL links may also be attached to features. See the online
1764 documentation for more details of the additional capabilities of the jalview
1765 features file.
1766
1767 \exercise{Creating features}{
1768 \exstep{Open the alignment at \textsf{http://www.jalview.org/tutorial/alignment.fa}. We know that the Cysteine residues at columns 97, 102, 105 and 135 are involved in iron binding so we will create them as features. Navigate to column 97, sequence 1. Select the entire column by clicking in the ruler bar. Then right-click on the selection to bring up the context menu and select {\sl Selection $\Rightarrow$ Create Sequence Feature}. A dialogue box will appear.
1769 }
1770 \exstep{
1771 Enter a suitable Sequence Feature Name  (e.g. "Iron binding site") in the appropriate box. Click on the Feature Colour bar to change the colour if desired, add a short description ("One of four Iron binding Cysteines") and press OK. The features will then appear on the sequences.
1772 }
1773 \exstep{Roll the mouse cursor over the new features. Note that the position given in the tool tip is the residue number, not the column number.  To demonstrate that there is one feature per sequence, clear all selections by pressing [ESC] then insert a gap in sequence 3 at position 95. Roll the mouse over the features and you will see that the feature has moved with the sequence. Delete the gap you created.
1774 }
1775 \exstep{
1776 Add a similar feature to column 102. When the feature dialogue box appears, clicking the Sequence Feature Name box brings up a list of previously described features. Using the same Sequence Feature Name allows the features to be grouped.}
1777 \exstep{Select {\sl View $\Rightarrow$ Feature Settings\ldots} from the
1778 alignment window menu. The Sequence Feature Settings window will appear. Move
1779 this so that you can see the features you have just created. Click the check
1780 box for "Iron binding site"  under {\sl Display} and note that display of this
1781 feature type is now turned off. Click it again and note that the features are
1782 now displayed. Close the sequence feature settings box by clicking {\sl OK} or
1783 {\sl Cancel}.} }
1784
1785 \subsection{Creating user defined annotation}
1786
1787 Annotations are properties that apply to the alignment as a whole and are visualized on rows in the annotation panel.
1788 To create a new annotation row, right click on the annotation label panel and select the {\sl Add New Row} menu option (Figure \ref{newannotrow}). A dialogue box appears. Enter the label to use for this row and a new row will appear.
1789
1790 \begin{figure}[htbp]
1791 \begin{center}
1792 \includegraphics[width=1.3in]{images/annots1.pdf}
1793 \includegraphics[width=2in]{images/annots2.pdf}
1794 \caption{{\bf Creating a new annotation row.} Annotation rows can be reordered by dragging them to the desired place.}
1795 \label{newannotrow}
1796 \end{center}
1797 \end{figure}
1798
1799 To create a new annotation, first select all the positions to be annotated on the appropriate row. Right-clicking on this selection brings up the context menu which allows the insertion of graphics for secondary structure ({\sl Helix} or {\sl Sheet}), text {\sl Label} and the colour in which to present the annotation (Figure \ref{newannot}). On selecting {\sl Label} a dialogue box will appear, requesting the text to place at that position. After the text is entered, the selection can be removed and the annotation becomes clearly visible\footnote{When annotating a block of positions, the text can be partly obscured by the selection highlight. Pressing the  [ESC] key clears the selection and the label is then visible.}. Annotations can be coloured or deleted as desired.
1800
1801 \begin{figure}[htbp]
1802 \begin{center}
1803 \includegraphics[width=2in]{images/annots3.pdf}
1804 \includegraphics[width=2in]{images/annots4.pdf}
1805 \includegraphics[width=2in]{images/annots5.pdf}
1806 \caption{{\bf Creating a new annotation.} Annotations are created from a selection on the annotation row and can be coloured as desired.}
1807 \label{newannot}
1808 \end{center}
1809 \end{figure}
1810
1811 \exercise{Annotating alignments}{
1812 \exstep{Load the alignment at \textsf{http://www.jalview.org/tutorial/alignment.fa}. Right-click on the annotation label for {\sl Conservation} to bring up the context menu and select {\sl Add New Row}. A dialogue box will appear asking for  {\sl Label for annotation}. Enter "Iron binding site" and click {\sl OK}. A new, empty, row appears.
1813 }
1814 \exstep{
1815 Navigate to column 97. Select column 97 on the new annotation row. Right click on the selection and select {\sl Label} from the context menu. Enter "Fe" in the box and click {\sl OK}. Right-click on the selection again and select {\sl Colour}. Choose a colour from the colour chooser dialogue and click {\sl OK}. Press [ESC] to remove the selection.
1816 }
1817 \exstep{ Select columns 70-77 on the annotation row. Right-click and choose {\sl Sheet} from the context menu. You will be prompted for a label. Enter "B" and press OK. A new line showing the sheet as an arrow appears. The colour of the label can be changed but not the colour of the sheet arrow. 
1818 }
1819 \exstep{Right click on the annotation row that you just created.  Select {\sl Export Annotation} and, in the {\bf Export Annotation} dialog box that will open, select the Jalview format and click the [To Textbox] button. 
1820
1821 The format for this file is given in the Jalview help. Press [F1] to open it, and find the ``Annotations File Format'' entry in the ``Alignment Annotations'' section of the contents pane. }
1822
1823 \exstep{Export the file to a text editor and edit the file to change the name of the annotation row. Save the file and drag it onto the alignment view.}
1824 \exstep{Try to add an additional helix somewhere along the row by editing the file and re-importing it.
1825 {\sl Hint: Use the {\bf Export Annotation} function to view what helix annotation looks like in a jalview annotation file.}}
1826 \exstep{Use the {\sl Alignment Window $\Rightarrow$ File $\Rightarrow$ Export Annotation..} function to export all the alignment's annotation to a file.}
1827 \exstep{Open the exported annotation in a text editor, and use the {\bf Annotation File Format} documentation to modify the style of the Conservation, Consensus and Quality annotation rows so they appear as several lines on a single line graph.
1828 {\sl Hint: You need to change the style of annotation row in the first field of the annotation row entry in the file, and create an annotation row grouping to overlay the three quantitative annotation rows.}
1829 }
1830 \label{viewannotfileex}\exstep{Recover or recreate the secondary structure
1831 prediction that you made in exercise \ref{secstrpredex}. Use the {\sl File $\Rightarrow$ Export Annotation} function to view the jnet secondary structure prediction annotation row. Note the {\bf SEQUENCE\_REF} statements surrounding the row specifying the sequence association for the annotation. } }
1832
1833 \section{Importing features from databases}
1834 \label{featuresfromdb}
1835 Jalview supports feature retrieval from public databases either directly or {\sl via} the Distributed Annotation System (DAS\footnote{http://www.biodas.org/}). It includes built in parsers for Uniprot and EMBL records retrieved from the EBI. Sequences retrieved from these sources using the sequence fetcher (see Section \ref{fetchseq}) will already posess features. 
1836
1837 \subsection{Sequence Database Reference Retrieval}
1838 \label{fetchdbrefs}
1839 Jalview maintains a list of external database references for each sequence in
1840 an alignment. These are listed in a tooltip when the mouse is moved over the
1841 sequence ID when the {\sl View $\Rightarrow$ Sequence ID Tooltip $\Rightarrow$
1842 Show Database Refs } option is enabled. Sequences retrieved using the sequence
1843 fetcher will always have at least one database reference, but alignments
1844 imported from an alignment file generally have no database references.
1845
1846 \subsubsection{Database References and Sequence Coordinate Systems}
1847
1848 Jalview displays features in the local sequence's coordinate system which is
1849 given by its `start' and `end'. Any sequence features on the sequence will be
1850 rendered relative to the sequence's start position. If the start/end positions
1851 do not match the coordinate system from which the features were defined, then
1852 the features will be displayed incorrectly.
1853
1854 \subsubsection{Automatically discovering a sequence's database references}
1855 Jalview includes a function to automatically verify and update each sequence's
1856 start and end numbering against any of the sequence databases that the {\sl
1857 Sequence Fetcher} has access to. This function is accessed from the {\sl
1858 Webservices $\Rightarrow$ Fetch DB References} sub-menu in the Alignment
1859 window. This menu allows you to query either the set of {\sl Standard
1860 Databases}, which includes EMBL, Uniprot, the PDB, and the currently selected
1861 DAS sequence sources, or just a specific datasource from one of the submenus.
1862 When one of the entries from this menu is selected, Jalview will use the ID
1863 string from each sequence in the alignment or in the currently selected set to
1864 retrieve records from the external source. Any sequences that are retrieved are
1865 matched against the local sequence, and if the local sequence is found to be a
1866 sub-sequence of the retrieved sequence then the local sequence's start/end
1867 numbering is updated.  A new database reference mapping is created, mapping the
1868 local sequence to the external database, and the local sequence inherits any
1869 additional annotation retrieved from the database sequence.
1870
1871 The database retrieval process terminates when a valid mapping is found for a
1872 sequence, or if all database queries failed to retrieve a matching sequence.
1873 Termination is indicated by the disappearance of the moving progress indicator
1874 on the alignment window. A dialog box may be shown once it completes which
1875 lists sequences for which records were found, but the sequence retrieved from
1876 the database did not exactly contain the sequence given in the alignment (the
1877 {\sl ``Sequence not 100\% match'' dialog box}).
1878
1879 \exercise{Retrieving Database References}{
1880 \exstep{Load the example alignment at http://www.jalview.org/tutorial/alignment.fa}
1881 \exstep{Verify that there are no database references for the sequences by first
1882 checking that the {\sl View $\Rightarrow$ Sequence ID Tooltip $\Rightarrow$ Show
1883 Database IDs} option is selected, and then mousing over each sequence's ID.}
1884 \exstep{Use the {\sl Webservices $\Rightarrow$ Fetch DB References} menu option to retrieve database IDs for the sequences.}
1885 \exstep{Examine the tooltips for each sequence in the alignment as the retrieval progresses - note the appearance of new database references.}
1886 \exstep{Once the process has finished, save the alignment as a Jalview Project. 
1887
1888 Now close all the windows and open the project again, and verify that the database references and sequence features are still present on the alignment}
1889
1890 }
1891
1892 \subsection{Retrieving Features {\sl via} DAS}
1893 \label{dasfretrieval}
1894 Jalview includes a client to retrieve features from DAS annotation servers. To
1895 retrieve features, select {\sl View $\Rightarrow$ Feature Settings\ldots} from the alignment window menu. Select the {\sl DAS Settings} tab in the Feature Settings Window (Figure \ref{das}). A list of DAS sources compiled from the currently configured DAS registry\footnote{By default, this will be the major public DAS server registry maintained by the Sanger Institute: http://www.dasregistry.org} is shown in the left hand pane. Highlighting an entry on the left brings up information about that source in the right hand panel.
1896
1897 \begin{figure}[htbp]
1898 \begin{center}
1899 \includegraphics[width=2.5in]{images/das1.pdf}
1900 \includegraphics[width=2.5in]{images/das2.pdf}
1901 \caption{{\bf Retrieving DAS annotations.} DAS features are retrieved using the {\sl DAS Settings} tab (left) and their display customised using the {\sl Feature Settings} tab (right).}
1902 \label{das}
1903 \end{center}
1904 \end{figure}
1905
1906 Select appropriate DAS sources as required then click on {\sl Fetch DAS
1907 Features}. If you know of additional sources not listed in the configured
1908 registry, then you may add them with the {\sl Add Local Source} button. Use
1909 the {\sl Authority},{\sl Type}, and {\sl Label} filters to restrict the list
1910 of sources to just those that will return features for the sequences in the
1911 alignment.
1912
1913 Following DAS feature retrieval, the {\sl Feature Settings} panel takes on a
1914 slightly different appearance (Figure \ref{das} (right)). Each data source is
1915 listed and groups of features from one data source can be selected/deselected
1916 by checking the labeled box at the top of the panel.
1917
1918
1919 \subsubsection{The Fetch Uniprot IDs dialog box}
1920 \label{discoveruniprotids}
1921 If any sources are selected which refer to Uniprot coordinates as their reference system, then you may be asked if you wish to retrieve Uniprot IDs for your sequence. Pressing [OK] instructs Jalview to verify the sequences against Uniprot records retrieved using the sequence's ID string. This operates in much the same way as the {\sl Web Services $\Rightarrow$ Fetch Database References } function described in Section \ref{fetchdbrefs}. If a sequence is verified, then the start/end numbering will be adjusted to match the Uniprot record to ensure that features retrieved from the DAS source are rendered at the correct position. 
1922
1923 \subsubsection{Rate of feature retrieval}
1924 Feature retrieval can take some time if a large number of sources is selected and if the alignment contains a large number of sequences. This is because Jalview only queries a particular DAS source with one sequence at a time, to avoid overloading it.  As features are retrieved, they are immediately added to the current alignment view. The retrieved features are shown on the sequence and can be customised as described previously.
1925
1926
1927 \exercise{Retrieving features with DAS}{
1928 \label{dasfeatretrexcercise}
1929 \exstep{Load the alignment at \textsf{http://www.jalview.org/tutorial/alignment.fa}.  Select {\sl View $\Rightarrow$ Sequence Features\ldots} from the alignment window menu. Select the {\sl DAS Settings} tab. A long list of available DAS sources is listed. Select a small number, eg Uniprot, DSSP, signalP and netoglyc. Click {\sl OK}. A window may prompt whether you wish Jalview to map the sequence IDs onto Uniprot IDs. Click {\sl Yes}. Jalview will start retrieving features. As features become available they will be mapped onto the alignment.
1930 }
1931 \exstep{If Jalview is taking too long to retrieve features, the process can be cancelled with the {\sl Cancel Fetch} button. Rolling the mouse cursor over the sequences reveals a large number of features annotated in the tool tip. Close the Feature Settings window.
1932 }
1933 \exstep{Move the mouse over the sequence ID panel. Non-positional features such as literature references and protein localisation predictions are given in the tooltip, below any database cross references associated with the sequence.}
1934 \exstep{Search through the alignment to find a feature with a link symbol next to it. Right click to bring up the alignment view popup menu, and find a corresponding entry in the {\sl Link } sub menu. }
1935 % TODO this doesn't work ! \includegraphics[width=.3in]{images/link.pdf}
1936
1937 \exstep{
1938 Select {\sl View $\Rightarrow$ Feature Settings\ldots} to reopen the Feature Settings window. All the loaded feature types should now be displayed. Those at the top of the list sit on top of and obscure those below. Move the feature settings window so that the alignment is visible and uncheck some of the feature types by clicking the tick box in the display column. Observe how the alignment display changes. Note that unselected feature types do not appear in the tool tip.
1939 }
1940 \exstep{Reorder the features by dragging feature types up and down the order in the Feature Settings panel. e.g. Click on {\sl CHAIN} then move the mouse downwards to drag it below {\sl DOMAIN}. Note that {\sl DOMAIN} is now shown on top of {\sl CHAIN} in the alignment window. Drag {\sl METAL} to the top of the list. Observe how the cysteine residues are now highlighted as they have a {\sl METAL} feature associated with them.
1941 }
1942
1943 \exstep{Press the {\sl Optimise Order} button. The features will be ordered according to increasing length, placing features that annotate shorter regions of sequence higher on the display stack.}
1944
1945 \exstep{Select {\sl File $\Rightarrow$ Export Features} from the Alignment window. You can choose to export the retrieved features as a GFF file, or Jalview's own Features format. 
1946 % TODO: describe working with features files and GFF
1947 }
1948 }
1949
1950 \subsection{Colouring features by score or description
1951 text}
1952 \label{featureschemes}
1953 Sometimes, you may need to visualize the differences in information carried by
1954 sequence features of the same type. This is most often the case when features
1955 of a particular type are the result of a specific type of database query or calculation. Here, they may also carry information within their textual description, or most commonly for calculations, a score related to the property being investigated. Jalview can shade sequence
1956 features using a graduated colourscheme in order to highlight these variations.
1957 In order to apply a graduated scheme to a feature type, select the `Graduated
1958 colour' entry in the Sequence feature type's popup menu, which is opened by
1959 right-clicking the feature type's color in the settings dalog box. Two types
1960 of colouring styles are currently supported: the default is quantitative
1961 colouring, which shades each feature based on its score, with the highest
1962 scores receiving the 'Max' colour, and the lowest scoring features coloured
1963 with the 'Min' colour. Alternately, you can select the `Colour by label'
1964 option to create feature colours according to the description text associated
1965 with each feature. This is useful for general feature types - such as
1966 Uniprot's 'DOMAIN' feature - where the actual type of domain is given in the
1967 feature's description.
1968
1969 Graduated feature colour schemes can also be used to exclude low or
1970 high-scoring features from the alignment display. This is done by choosing your
1971 desired threshold type (either above or below), using the drop-down menu in the
1972 dialog box. Then, adjust the slider or enter a value in the text box to set the
1973 threshold for displaying this type of feature.
1974
1975 The feature settings dialog box allows you to toggle between a graduated and
1976 simple feature colourscheme using the pop-up menu for the feature type. When a
1977 graduated scheme is applied, it will be indicated by in the colour column for
1978 that feature type - with coloured blocks or text to indicate the colouring
1979 style and a greater than ($>$) or less than ($<$) symbol to indicate when a
1980 threshold has been defined.
1981
1982 \subsection{Using features to re-order the alignment}
1983 \label{featureordering}
1984 The presence of sequence features on certain seqences or in a particular
1985 region of an alignment can quantitatively identify important trends in
1986 the aligned sequences. In this case, it is more useful to
1987 re-order the alignment based on the number of features or their associated scores, rather than simply re-colour the aligned sequences. The sequence feature settings
1988 dialog box provides buttons two buttons, `Seq sort by Density' and `Seq sort by
1989 Score' that allow you to reorder the alignment according to the number of
1990 sequence features present on each sequence, and also according to any scores
1991 associated with a feature. Each of these buttons uses the currently displayed
1992 features to determine the ordering, but
1993 if you wish to re-order the alignment using a single type of feature, then you can do this from the feature type's
1994 popup menu. Simply right-click the type's style in the Feature Settings dialog
1995 box, and select one of the {\sl Sort by score} and {\sl Sort by density}
1996 options to re-order the alignment. Finally, if a specific region is selected,
1997 then only features found in that region of the alignment will be used to
1998 create the new alignment ordering.
1999
2000 \exercise{Shading and sorting alignments using sequence features}{
2001 \label{shadingorderingfeatsex}
2002 \exstep{Re-load the alignment from \ref{dasfeatretrexcercise}.
2003 }
2004 \exstep{Open the
2005 feature settings panel, and, after first clearing the current
2006 selection, press the {\em Seq Sort by Density} button a few times.}
2007 \exstep{Use the DAS fetcher to retrieve the Kyte and Doolittle Hydrophobicity
2008 scores for the protein sequences in the alignment.
2009 {\sl Hint: the nickname for the das source is `kd$\_$hydrophobicity'.}}
2010 \exstep{Change the feature settings so only the hydrophobicity features are
2011 displayed. Mouse over the annotation and also export and examine the GFF and
2012 Jalview features file to better understand how the hydrophobicity measurements
2013 are recorded.}
2014 \exstep{Apply a graduated colourscheme to the hydrophobicity annotation to
2015 reveal the variation in average hydrophobicity across the alignment.}
2016 \exstep{Select a range of alignment columns, and use one of the sort by feature buttons to order the alignment according to that region's average
2017 hydrophobicity.}
2018 \exstep{Save the alignment as a project, for use in exercise
2019 \ref{threshgradfeaturesex}.} }
2020
2021 \exercise{Shading alignments with combinations of graduated feature
2022 colourschemes}{
2023 \label{threshgradfeaturesex}
2024 \exstep{Reusing the annotated alignment from exercise
2025 \ref{shadingorderingfeatsex}, experiment with the colourscheme threshold to
2026 highlight the most, or least hydrophobic regions. Note how the colour scheme icon for the feature type changes when you change the threshold type.}
2027 \exstep{Change the colourscheme so
2028 that features at the threshold are always coloured grey, and the most
2029 hydrophobic residues are coloured red, regardless of the threshold value
2030 ({\em hint - there is a switch on the dialog to do this for you}).}
2031 \exstep{Enable the Uniprot {\em chain} annotation in the feature settings
2032 display and re-order the features so it is visible under the hydrophobicity
2033 annotation.}
2034 \exstep{Apply a graduated colourscheme to the {\em chain}
2035 annotation so that it distinguishes the different canonical names associated
2036 with the mature polypeptide chains.}
2037 \exstep{Export the alignment's sequence features using the Jalview sequence
2038 feature file format, to see how the different types of graduated feature
2039 colour styles are encoded. }
2040 }
2041 \section{Working with DNA}
2042 \label{workingwithnuc}
2043 Jalview was originally developed for the analysis of protein sequences, but
2044 now includes some specific features for working with nucleic acid sequences
2045 and alignments. Nucleotide sequences and alignments are recognised based on
2046 the presence of nucleotide symbols [ACGT] in greater than 85\% of the
2047 sequences. Built in codon-translation tables can be used to translate ORFs
2048 into peptides for further analysis. EMBL records retrieved {\sl via} the
2049 sequence fetcher (see Section \ref{fetchseq}) are also parsed in order to
2050 identify codon regions and extract peptide products. Furthermore, Jalview
2051 records mappings between protein sequences that are derived from regions of a
2052 nucleotide sequence. Mappings are used to to transfer annotation between
2053 nucleic acid and protein sequences, and to dynamically highlight regions in
2054 one sequence that correspond to the position of the mouse pointer in another.
2055 %TODO Working with Nucleic acid sequences and structures.
2056 \subsection{Alignment and Colouring}
2057
2058 Jalview provides a simple colourscheme for DNA bases, but does not apply any
2059 specific conservation or substitution score model for the shading of
2060 nucleotide alignments. However, pairwise alignments performed using the {\sl
2061 Alignment Window $\Rightarrow$ Calculations $\Rightarrow$ Pairwise Alignment
2062 \ldots} option will utilise an identity score matrix to calculate alignment
2063 score when aligning two nucleotide sequences.
2064
2065 \subsubsection{Aligning Nucleic Acid Sequences}
2066
2067 Jalview only has limited knowledge of the capabilities of the programs that
2068 are made available to it {\sl via} web services. In particular, only the
2069 ClustalW and MAFFT programs will successfuly recognise and align nucleic acid
2070 sequences. MAFFT will also choose an appropriate parameter model. Whilst
2071 Muscle may appear to align DNA, it simply treats the base symbols as
2072 amino-acids, often leading to a poor quality alignment. Furthermore, it will
2073 almost certainly fail to align RNA containing Uracil bases, since `U' is not a
2074 valid one-letter amino acid code.
2075
2076 \subsection{Translate cDNA}
2077
2078 The {\sl Calculations $\Rightarrow$ Translate cDNA} function in the alignment
2079 window is only available when working with a nucleic acid alignment. It uses the standard codon translation table given in the online help to translate a nucleotide alignment, or the currently selected region, into a set of aligned peptide sequences. Any features or annotation present on the nucleotide alignment will also be translated, allowing DNA alignment analysis results to be transferred on to peptide products for further investigation.
2080
2081 \subsection{Linked DNA and Protein Views}
2082
2083 \parbox{3.5in}{
2084 Views of alignments involving DNA sequences are linked to views of alignments containing their peptide products in a similar way to views of protein sequences and views of their associated structures. Peptides translated from cDNA and extracted from EMBL records for DNA contigs are linked to their `parent' coding regions. Mousing over a region of the peptide highlights codons in views showing the original coding region.
2085 }\parbox{3in}{
2086 \begin{center}
2087 %\begin{figure}[htbp]
2088
2089 \includegraphics[width=2.8in]{images/cdnatranslinkedwin.pdf}
2090
2091 %\caption{{\bf Linked DNA and Protein Views.} }
2092 %\end{figure}
2093 \end{center}
2094 }
2095
2096
2097 \subsection{Coding regions from EMBL records}
2098
2099 Many EMBL records that can be retrieved with the sequence fetcher contain exons.
2100 Coding regions will be marked as features on the EMBL nucleotide sequence, and
2101 Uniprot database cross references will be listed in the tooltip displayed when
2102 the mouse hovers over the sequence ID. Uniprot database cross references
2103 extracted from EMBL records are sequence cross references, and associate a
2104 Uniprot sequence's coordinate system with the coding regions annotated on the
2105 EMBL sequence. Jalview utilises cross-reference information in two ways.
2106 \subsubsection{Retrieval of Protein or DNA Cross References}
2107 The {\sl Calculations $\Rightarrow$ Get Cross References } function is only available when Jalview recognises that there are protein/DNA cross-references present on sequences in the alignment. When selected, it retrieves the cross references from the alignment's dataset (a set of sequence and annotation metadata shared between alignments) or using the sequence database fetcher. This function can be used for EMBL sequences containing coding regions to open the Uniprot protein products in a new alignment window. The new alignment window that is opened to show the protein products will also allow dynamic highlighting of codon positions in the EMBL record for each residue in the product(s).
2108
2109 \subsubsection{Retrieval of protein DAS features on coding regions}
2110
2111 The Uniprot cross-references derived from EMBL records can be used by Jalview to visualize protein sequence features directly on nucleotide alignments. This is because the database cross references include the sequence coordinate mapping information to correspond regions on the protein sequence with that of the nucleotide contig. Jalview will use the Uniprot accessions associated with the sequence to retrieve features, and then map them onto the nucleotide sequence's coordinate system using the coding region location.
2112
2113 \begin{figure}[htbp]
2114 \begin{center}
2115 \label{dnadasfeatures}
2116 \includegraphics[width=5in]{images/dnadasfeatures.pdf}
2117
2118 \caption{Uniprot and PDB sum features retrieved {\sl via} DAS and mapped onto
2119 coding regions of EMBL record V00488 (an earlier version of Jalview is shown
2120 here).}
2121
2122 \end{center}
2123 \end{figure}
2124
2125 \exercise{Visualizing protein features on coding regions}
2126 {
2127 \exstep{Use the sequence fetcher to retrieve EMBL record V00488.}
2128 \exstep{Ensure that {\sl View $\Rightarrow$ Show Sequence Features} is checked and change the alignment view format to Wrapped mode so the distinct exons can be seen.}
2129 \exstep{Open the DAS sequence feature fetcher window and fetch features for V00488 the Uniprot reference server, and any additional servers that work with the Uniprot coordinate system.}
2130 \exstep{Mouse over the features retrieved, note that they have been mapped onto the coding regions, and in some cases broken into several parts to cover the distinct exons.}
2131 \exstep{Open a new alignment view containing the Uniprot protein product with {\sl Calculations $\Rightarrow$ Get Cross References $\Rightarrow$ Uniprot } and examine the database references and sequence features. Experiment with the interactive highlighting of codon position for each residue.
2132 }
2133 }
2134
2135 % \chapter{Advanced Jalview}
2136
2137 % \section{Customising Jalview}
2138 % \subsection{Setting preferences}
2139
2140 % The Jalview Desktop stores configuration and history information in a file stored in the users home directory, called `.jalview\_properties'. Many of the options stored in this file are presented in the {\sl Desktop $\Rightarrow$ Tools $\Rightarrow$ Preferences\ldots} dialog. These preferences include default settings for : {\bf Visual} layout settings for alignment views and controlling the display of the default alignment, {\bf Connection} preferences such as the standard set of URL paths that are available from the links menu and the URL which is opened when a Sequence's ID is double clicked, {\bf Editing} settings like {\sl Pad Gaps} and autocalculation of consensus, {\bf Output} settings control the degree of meta-information written in alignment files and mode of EPS Figuregeneration, and finally the {\bf Das Settings} which allows the default DAS sources to be configured. 
2141
2142 % \subsection{Adding your own URL links}
2143
2144 % \subsection{Working with Databases and Database Cross References}
2145 % \label{getcrossrefs}
2146
2147 % {\sl Calculations $\Rightarrow$ Get Cross References }
2148
2149 % \section{Jalview IO Interface}
2150 % \subsection{Multiple views}
2151 % \subsection{Annotation files}
2152 % \subsection{Feature files}
2153 % \subsection{Moving sequence associated annotation}
2154 % \subsection{Propagating features}
2155 % \section{Structures}
2156 % \subsection{Working with Modeller files}
2157 % \subsection{Using local PDB files}
2158 % \section{Pairwise alignments}
2159 \r \end{document}