全局比对序列函数答案

【问题标题】：global alignment sequence function全局比对序列函数
【发布时间】：2018-12-14 17:42:30
【问题描述】：

我正在尝试实现the Needleman-Wunsch algorithm 以获得全局对齐函数中的最低分数，但是当两个序列相等时，我得到的不是最低分数 0，而是 8。

这段代码有什么问题？

alphabet = ["A", "C", "G", "T"] 
score = [[0, 4, 2, 4, 8], \
     [4, 0, 4, 2, 8], \
     [2, 4, 0, 4, 8], \
     [4, 2, 4, 0, 8], \
     [8, 8, 8, 8, 8]]

def globalAlignment(x, y):
#Dynamic version very fast
    D = []
    for i in range(len(x)+1):
        D.append([0]* (len(y)+1))

    for i in range(1, len(x)+1):
        D[i][0] = D[i-1][0] + score[alphabet.index(x[i-1])][-1]
    for i in range(len(y)+1):
        D[0][i] = D[0][i-1]+ score[-1][alphabet.index(y[i-1])]

    for i in range(1, len(x)+1):
        for j in range(1, len(y)+1):
            distHor = D[i][j-1]+ score[-1][alphabet.index(y[j-1])]
            distVer = D[i-1][j]+ score[-1][alphabet.index(x[i-1])]
            if x[i-1] == y[j-1]:
                distDiag = D[i-1][j-1]
            else:
                distDiag = D[i-1][j-1] + score[alphabet.index(x[i-1])][alphabet.index(y[j-1])]

            D[i][j] = min(distHor, distVer, distDiag)

    return D[-1][-1]

x = "ACGTGATGCTAGCAT"
y = "ACGTGATGCTAGCAT"
print(globalAlignment(x, y))

【问题讨论】：

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具体来说，你没能“让别人轻松帮助你”。你有某种“神奇”的距离计算，你仍然对我们隐藏。一个字母的变量名称，令人眼花缭乱的下标序列——没有文档、解释或调试跟踪。 为什么您希望这些计算为 0？ 它是如何 转到8 的？失败的中间步骤是什么？
查看这个可爱的debug 博客寻求帮助。
我从 Ben Langmead 在 coursera 中为我们带来的 DNA 测序算法课程中获得了这段代码。代码在他的机器上运行正常，但在我自己的机器上却不能得到同样的结果。

标签： python dynamic-programming bioinformatics sequence-alignment

【解决方案1】：

只是改变 -> for i in range(len(y)+1): 到 for i in range(1, len(y) + 1): 和 -> distVer = D[i-1][j]+ score[-1][alphabet.index(x[i-1])] 到

distVer = D[i - 1][j] + score[alphabet.index(x[i - 1])][-1]

【讨论】：

【解决方案2】：

至少

distHor = D[i][j-1]+ score[-1][alphabet.index(y[j-1])]
distVer = D[i-1][j]+ score[-1][alphabet.index(x[i-1])]

是可疑的，因为您没有在初始化中为 [-1] 使用相同的位置，并且两个距离不太可能在权重中使用相同的方向...
我想应该是

score[alphabet.index(x[i-1])][-1]

但它可能不是唯一的错误......

【讨论】：

嗨，我通过在 socre score = [[0, 4, 2, 4, 8], \ [4, 0, 4, 2 , 8], \ [2, 4, 0, 4, 8], \ [4, 2, 4, 0, 8], \ [0, 0, 0, 0, 0]]

【解决方案3】：

我通过在最后一个分数列表中输入 0 而不是 8 来解决问题；

alphabet = ["A", "C", "G", "T"] 
score = [[0, 4, 2, 4, 8], \
     [4, 0, 4, 2, 8], \
     [2, 4, 0, 4, 8], \
     [4, 2, 4, 0, 8], \
     [0, 0, 0, 0, 0]]

def globalAlignment(x, y):
#Dynamic version very fast
D = []
for i in range(len(x)+1):
    D.append([0]* (len(y)+1))

for i in range(1, len(x)+1):
    D[i][0] = D[i-1][0] + score[alphabet.index(x[i-1])][-1]
for i in range(len(y)+1):
    D[0][i] = D[0][i-1]+ score[-1][alphabet.index(y[i-1])]

for i in range(1, len(x)+1):
    for j in range(1, len(y)+1):
        distHor = D[i][j-1]+ score[-1][alphabet.index(y[j-1])]
        distVer = D[i-1][j]+ score[alphabet.index(x[i-1])][-1]
        if x[i-1] == y[j-1]:
            distDiag = D[i-1][j-1]
        else:
            distDiag = D[i-1][j-1] + score[alphabet.index(x[i-1])][alphabet.index(y[j-1])]

        D[i][j] = min(distHor, distVer, distDiag)

return D[-1][-1]

【讨论】：