Функция, которая может переводить последовательность ДНК в двоичный код

Question

Я разрабатываю функцию, которая может переводить последовательность ДНК в двоичный код в четырехмерном векторе. например, "A" - (1,0,0,0) | "G- (0,1,0,0)" ...

Мы также находим, что цикл for в действительности может влиять на результат. мы надеемся найти причину этого. например 4-1: 7-1 & (4-1): 7-1 совершенно другой, мы хотим найти знания, стоящие за этим

NC1 <- function(data){ 
  for(i in 1:length(data) ){
    if(i==1){ 
      DCfirst <- unlist(as.vector(strsplit(data[1],"",fixed = TRUE)))
      DCsecond <- matrix(0,nrow = length(data),ncol = length(DCfirst))
      DCsecond[1,] <-  DCfirst 
    }else{
      DCsecond[i,] <- unlist(as.vector(strsplit(data[i],"",fixed = TRUE)))
    }
  }
  return(DCsecond)
}

binary<- function(data){
  sequence_X<-NC1(data)
  N=ncol(sequence_X)
  X2<-matrix(NA,nrow=length(data),ncol=4*N)
  for (i in 1 : N){
    L1<-which(sequence_X[,i]=="A")
    L2<-which(sequence_X[,i]=="G")
    L3<-which(sequence_X[,i]=="C")
    L4<-which(sequence_X[,i]=="U")
    for (j in L1){
      X2[j, (4i-3):4i-1]<-unlist(c(1,0,0,0))
    }
    for (j in L2){
      X2[j, (4i-3):4i-1]<-unlist(c(1,0,0,0))
    }
    for (j in L3){
      X2[j, (4i-3):4i-1]<-unlist(c(1,0,0,0))
    }
    for (j in L4){
      X2[j, (4i-3):4i-1]<-unlist(c(1,0,0,0))
    }
  }
    return (X2)
}

TEST <- c("ACGUC","ACUAU","UCGUA","CGUCG","UAGUG")
binary(TEST)

Окончательный результат показан нам ниже:

     [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8] [,9] [,10] [,11] [,12] [,13] [,14] [,15] [,16] [,17]
[1,]   NA   NA   NA   NA    1    0    0    0    1     0     0     0     1     0     0     0     1
[2,]   NA   NA   NA   NA    1    0    0    0    1     0     0     0     1     0     0     0     1
[3,]   NA   NA   NA   NA    1    0    0    0    1     0     0     0     1     0     0     0     1
[4,]   NA   NA   NA   NA    1    0    0    0    1     0     0     0     1     0     0     0     1
[5,]   NA   NA   NA   NA    1    0    0    0    1     0     0     0     1     0     0     0     1
     [,18] [,19] [,20]
[1,]     0     0     0
[2,]     0     0     0
[3,]     0     0     0
[4,]     0     0     0
[5,]     0     0     0

Я надеюсь, что моя последняя последовательность может быть переведена в векторный формат. Как видно из результатов, все, кроме первого элемента в каждой последовательности, не могут быть полностью переведены в векторный формат

это правильный ответ, которого я надеюсь достичь:

это первый раз, чтобы использовать это, чтобы задать вопросы. Мне очень жаль, что я не могу четко поставить вопрос

Answer 1

Здесь есть опция в base R с outer и ==. Мы разделяем 'ТЕСТ' на "", проводим поэлементное сравнение, чтобы получить list логических matric э

f1 <- function(x, y) outer(x, y, FUN = `==`)
lapply(strsplit(TEST, ""), f1, c("A", "G", "C", "U"))

Данные

TEST <- c("ACGUC","ACUAU","UCGUA","CGUCG","UAGUG")

Answer 2

Это другой подход, я создал многоуровневый список для каждой из ваших последовательностей, кодирующих буквы с stringr::str_locate_all():

library(dplyr)
library(stringr)

TEST <- c("ACGUC","ACUAU","UCGUA","CGUCG","UAGUG")

coder <- function(string) {
  lapply(c("A","G","C","U"), function(x, y) {
    tmp <- rep(F, str_length(y))
    tmp[str_locate_all(y, x)[[1]][,1]] <- T
    tmp
  }, y = string) %>%
    setNames(c("A","G","C","U"))
}

dat <- lapply(TEST, coder) %>%
  setNames(TEST)

Вы можете извлечь определенные буквы из последовательности с помощью:

dat$ACGUC$G

[1] FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE

или фрейм данных с:

dat$ACGUC %>%
  bind_rows()

# A tibble: 5 x 4
  A     G     C     U    
  <lgl> <lgl> <lgl> <lgl>
1 TRUE  FALSE FALSE FALSE
2 FALSE FALSE TRUE  FALSE
3 FALSE TRUE  FALSE FALSE
4 FALSE FALSE FALSE TRUE 
5 FALSE FALSE TRUE  FALSE

Answer 3

Я думаю, я бы сделал это в подобной операции.

Пример:

TEST <- c("ACGUC","ACUAU","UCGUA","CGUCG","UAGUG")

vecDNA <- function(x){unlist(strsplit(x = x, split = "*"))}
binDNA <- function(x){
  data.frame(
    code=x, 
    G=as.numeric(x=="G"), 
    C=as.numeric(x=="C"), 
    A=as.numeric(x=="A"), 
    U=as.numeric(x=="U")
  )
}

T2 <- lapply(as.list(TEST),vecDNA)
T3 <- lapply(T2, binDNA)
T3

Результат:

> T3
[[1]]
  code G C A U
1    A 0 0 1 0
2    C 0 1 0 0
3    G 1 0 0 0
4    U 0 0 0 1
5    C 0 1 0 0

[[2]]
  code G C A U
1    A 0 0 1 0
2    C 0 1 0 0
3    U 0 0 0 1
4    A 0 0 1 0
5    U 0 0 0 1

[[3]]
  code G C A U
1    U 0 0 0 1
2    C 0 1 0 0
3    G 1 0 0 0
4    U 0 0 0 1
5    A 0 0 1 0

[[4]]
  code G C A U
1    C 0 1 0 0
2    G 1 0 0 0
3    U 0 0 0 1
4    C 0 1 0 0
5    G 1 0 0 0

[[5]]
  code G C A U
1    U 0 0 0 1
2    A 0 0 1 0
3    G 1 0 0 0
4    U 0 0 0 1
5    G 1 0 0 0