基于生物信息学动态规划算法 代码
时间: 2024-06-10 10:03:15 浏览: 13
基于生物信息学的动态规划算法在处理序列比对、蛋白质结构预测、DNA/RNA分析等问题中发挥着核心作用。这类算法通过将复杂问题分解为子问题,并存储中间结果以避免重复计算,实现了高效求解。最著名的例子是Smith-Waterman算法用于寻找两个核酸或蛋白质序列中的相似区域,以及HMM(隐马尔可夫模型)用于序列建模和推断。
下面是一个简单的Smith-Waterman比对算法的Python代码示例:
```python
def smith_waterman(seq1, seq2):
m = len(seq1)
n = len(seq2)
score_matrix = [ * (n + 1) for _ in range(m + 1)]
traceback = [[''] * (n + 1) for _ in range(m + 1)]
gap_penalty = -1
match_score = 1
mismatch_penalty = -2
for i in range(1, m + 1):
for j in range(1, n + 1):
if seq1[i - 1] == seq2[j - 1]:
score = score_matrix[i - 1][j - 1] + match_score
else:
score = max(score_matrix[i - 1][j], score_matrix[i][j - 1]) + mismatch_penalty
diagonal_score = score_matrix[i - 1][j - 1] + gap_penalty
score_matrix[i][j] = max(score, diagonal_score)
if score == score_matrix[i][j]:
traceback[i][j] = 'D' # Diagonal match
elif score == score_matrix[i - 1][j]:
traceback[i][j] = 'U' # Up
else:
traceback[i][j] = 'L' # Left
return score_matrix[m][n], traceback
seq1 = "ACGT"
seq2 = "AGCT"
score, trace = smith_waterman(seq1, seq2)
print(f"Score: {score}")
print("Traceback:")
for row in trace:
print(row)
```
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