Мне нужно немного помочь с этим кодом. Я знаю разделы, которые должны быть рекурсивными, или, по крайней мере, я думаю, что знаю, но не уверен, как это реализовать. Я пытаюсь реализовать программу поиска пути из матрицы выравнивания, которая найдет несколько маршрутов обратно к нулевому значению. Например, если вы извините мой код и вставили CGCA в качестве первой последовательности и CACGTAT в качестве второй последовательности, а 1, 0 и -1 - в качестве совпадений, несовпадений и разрывов. Программа выделяет путь как HDHHDD, а aligment как
CACGTAT
CGC - A -.
Однако есть и другие возможные пути и связи, кроме того, что я не знаю, сколько. То, что я хочу сделать, это вернуть часть моего цикла кода обратно на себя и найти другие пути и выравнивания, используя тот же код, что и в первый раз, пока не закончатся возможные выравнивания. Лучший способ, который я нашел в сети, - это рекурсия, за исключением того, что никто не может объяснить, как это сделать. В этом случае должно быть еще два пути и aligmennts HDDDHHD и CACGTAT, и C - GCA-, и. HDDDDHH, CACGTAT И --CGCA-. Я просто не знаю, как написать код для выполнения этой задачи.
# Implementation of Needleman and Wunsch Algorithm
my($seq1, $len1, $seq2, $len2, $data, @matrix, $i, $j, $x, $y, $val1, $val2);
my($val3, $pathrow, $pathcol, $seq1loc, $seq2loc, $gapscore, $matchscore, $mismatchscore);
#first obtain the data from the user.
print "Please enter the first sequence for comaprsion\n";
$seq1=<STDIN>;
chomp $seq1;
print "Please enter the second sequence for comparsion\n";
$seq2=<STDIN>;
chomp $seq2;
# adding extra characters so sequences align with matrix
# saves some calculations later on
$seq1 = " " . $seq1;
$seq2 = " " . $seq2;
$len1 = length($seq1);
$len2 = length($seq2);
print "Enter the match score: ";
$matchscore=<STDIN>;
chomp $matchscore;
print "Enter the mismatch score: ";
$mismatchscore=<STDIN>;
chomp $mismatchscore;
print "Enter the gap score: ";
$gapscore=<STDIN>;
chomp $gapscore;
# declare a two dimensional array and initialize to spaces
# array must contain one extra row and one extra column
@matrix = ();
for($i = 0; $i < $len1; $i++){
for($j = 0; $j < $len2; $j++){
$matrix[$i][$j] = ' ';
}
}
# initialize 1st row and 1st column of matrix
$matrix[0][0] = 0;
for ($i = 1; $i < $len1; $i ++){
$matrix[$i][0] = $matrix[$i-1][0] + $gapscore;
}
for ($i = 1; $i < $len2; $i ++){
$matrix[0][$i] = $matrix[0][$i-1] + $gapscore;
}
# STEP 1:
# Fill in rest of matrix using the following rules:
# determine three possible values for matrix[x][y]
# value 1 = add gap score to matrix[x][y-1]
# value 2 = add gap score to matrix[x-1][y]
# value 3 = add match score or mismatch score to
# matrix[x-1][y-1] depending on nucleotide
# match for position x of $seq1 and position y
# of seq2
# place the largest of the three values in matrix[x][y]
#
# Best alignment score appears in matrix[$len1][$len2].
for($x = 1; $x < $len1; $x++){
for($y = 1; $y < $len2; $y++){
$val1 = $matrix[$x][$y-1] + $gapscore;
$val2 = $matrix[$x-1][$y] + $gapscore;
if (substr($seq1, $x, 1) eq substr($seq2, $y, 1)){
$val3 = $matrix[$x-1][$y-1] + $matchscore;
}
else{
$val3 = $matrix[$x-1][$y-1] + $mismatchscore;
}
if (($val1 >= $val2) && ($val1 >= $val3)){
$matrix[$x][$y] = $val1;
}
elsif (($val2 >= $val1) && ($val2 >= $val3)){
$matrix[$x][$y] = $val2;
}
else{
$matrix[$x][$y] = $val3;
}
}
}
# Display scoring matrix
print "MATRIX:\n";
for($x = 0; $x < $len1; $x++){
for($y = 0; $y < $len2; $y++){
print "$matrix[$x][$y] ";
}
print "\n";
}
print "\n";
# STEP 2:
# Begin at matrix[$len1][$len2] and find a path to
# matrix[0][0].
# Build string to hold path pattern by concatenating either
# 'H' (current cell produced by cell horizontally to left),
# 'D' (current cell produced by cell on diagonal),
# 'V' (current cell produced by cell vertically above)
# ***This is were I need help I need this code to be recursive, so I can find more then one path***
$pathrow = $len1-1;
$pathcol = $len2-1;
while (($pathrow != 0) || ($pathcol != 0)){
if ($pathrow == 0){
# must be from cell to left
$path = $path . 'H';
$pathcol = $pathcol - 1;
}
elsif ($pathcol == 0){
# must be from cell above
$path = $path . 'V';
$pathrow = $pathrow - 1;
}
# could be from any direction
elsif (($matrix[$pathrow][$pathcol-1] + $gapscore) == $matrix[$pathrow][$pathcol]){
# from left
$path = $path . 'H';
$pathcol = $pathcol - 1;
}
elsif (($matrix[$pathrow-1][$pathcol] + $gapscore) == $matrix[$pathrow][$pathcol]){
# from above
$path = $path . 'V';
$pathrow = $pathrow - 1;
}
else{
# must be from diagonal
$path = $path . 'D';
$pathrow = $pathrow - 1;
$pathcol = $pathcol - 1;
}
}
print "Path is $path\n";
# STEP 3:
# Determine alignment pattern by reading path string
# created in step 2.
# Create two string variables ($alignseq1 and $alignseq2) to hold
# the sequences for alignment.
# Reading backwards from $seq1, $seq2 and path string,
# if string character is 'D', then
# concatenate to front of $alignseq1, last char in $seq1
# and to the front of $alignseq2, last char in $seq2
# if string character is 'V', then
# concatenate to front of $alignseq1, last char in $seq1
# and to the front of $alignseq2, the gap char
# if string character is 'H', then
# concatenate to front of $alignseq1 the gap char
# and to the front of $alignseq2, last char in $seq2
# Continue process until path string has been traversed.
# Result appears in string $alignseq1 and $seq2
***#I need this code to be recursive as well.***
$seq1loc = $len1-1;
$seq2loc = $len2-1;
$pathloc = 0;
print length($path);
while ($pathloc < length($path)){
if (substr($path, $pathloc, 1) eq 'D'){
$alignseq1 = substr($seq1, $seq1loc, 1) . $alignseq1;
$alignseq2 = substr($seq2, $seq2loc, 1) . $alignseq2;
$seq1loc--;
$seq2loc--;
}
elsif (substr($path, $pathloc, 1) eq 'V'){
$alignseq1 = substr($seq1, $seq1loc, 1) . $alignseq1;
$alignseq2 = '-' . $alignseq2;
$seq1loc--;
}
else{ # must be an H
$alignseq1 = '-' . $alignseq1;
$alignseq2 = substr($seq2, $seq2loc, 1) . $alignseq2;
$seq2loc--;
}
$pathloc++;
}
print "\nAligned Sequences:\n";
print "$alignseq2 \n";
print "$alignseq1 \n";
# statement may be needed to hold output screen
print "Press any key to exit program";
$x = <STDIN>;
Если кому-то интересно, это алгоритм рукодела-вунша. Любая помощь здесь будет очень полезна.