Day09 | Rosalind 生資解題 - 002. RNA（Transcribing DNA into RNA ）+字串轉換

題目連結：https://rosalind.info/problems/rna/

給一段DNA序列，要轉成RNA序列

其中，DNA在轉錄（transcription, 抄錄）成RNA時，ATCG會被抄寫成AUCG

(DNA to RNA)
A    =>    A
T    =>    U
C    =>    C
G    =>    G

抄寫的過程仰賴RNA聚合酶(RNA polymerase)，他是把DNA拷貝成RNA的抄寫機，只是抄寫機的鍵盤上沒有T這個按鍵，於是拿U來代替。

不過要注意：DNA是雙股螺旋；RNA是單股的沒有固定形狀、比較脆弱
（雖然此處知識點跟題目無關就是了 xd）

DNA（Deoxyribonucleic acid, 去氧核糖核酸）是雙股螺旋，A-T、C-G，左右形成兩兩一對，結構穩定。
RNA（Ribonucleic acid, 核糖核酸）是單股不規則形狀（不是單股螺旋），會自己跟自己形成鍵結而成特殊形狀，未來有機會再詳談。RNA只有單股，所以結構相對不穩定，容易被降解。

輸入：

GATGGAACTTGACTACGTAAATT

輸出：

GAUGGAACUUGACUACGUAAAUU

程式作法有非常多種，可以直接疊代一次轉換
程式碼：

s = "GATGGAACTTGACTACGTAAATT"

for base in s:
    match base:
        case 'T':
            print('U', end='')
        case _:
            print(base, end='')

# for base in s:
#    print('U' if base == 'T' else base, end='')

或者，使用正規表達式

import re

s = "GATGGAACTTGACTACGTAAATT"
rna = re.sub('T', 'U', s) # 替換(substitute)

print(rna)

或者，用字串取代

s = "GATGGAACTTGACTACGTAAATT"

# print(s.replace('T', 'U'))

def transcribe_dna_to_rna(dna):
    return dna.replace('T', 'U')

print(transcribe_dna_to_rna(s))

str.replace() 一次只能處理一種字串/字元

或者，使用str.translate() 則可處理多種字串/字元
建立轉換表

s = "GATGGAACTTGACTACGTAAATT"

trans_table = str.maketrans('T', 'U')
rna = s.translate(trans_table)

print(rna)

str.translate() 的幾種用法：

str.maketrans(參數一, [[參數二], 參數三])

至少要填入第一個參數，
至於參數二、參數三則是可選的

1：只傳入一個參數：使用字典

傳入一個字典，但此字典的key只能是字元（字串的長度只能是1）

table = str.maketrans({
    'a': 'alpha',
    'b': 'bet',
    'c': '',  # 代表刪除'c'
    '!': '!',
    # '!!': '!!!' # 這行會出錯，key只能是字元
})

s = "abc!"

print(s.translate(table))  # alphabet!
print("I b U!!".translate(table)) # I bet U!!

2：傳入兩個參數：兩個等長字串

傳入字串的話，就是一個字元對另一個字元的取代
限制比較多，能做的轉換比方法一還少
傳入的兩個字串（參數一、參數二）必須等長

• 參數一：要被替換的原字元
• 參數二：要換成的新字元

table = str.maketrans(',.!', '，。！') # 字符全形轉換

s = "今天,天氣真好.啊!忽然下雨了..."

print(s.translate(table)) # 今天，天氣真好。啊！忽然下雨了。。。

3：傳入三個參數：方法二+刪除字元

• 參數一：要被替換的原字元
• 參數二：要換成的新字元
• 參數三：要刪除的字元

只刪除特定字元

table = str.maketrans('', '', ',.!') # 不執行取代，而是把所有標點符號去除

s = "今天,天氣真好.啊!忽然下雨了..."

print(s.translate(table)) # 今天天氣真好啊忽然下雨了

取代並刪除字元

table = str.maketrans('真', '不', ',.!') # 天氣：真好 => 不好

s = "今天,天氣真好.啊!忽然下雨了..."

print(s.translate(table)) # 今天天氣不好啊忽然下雨了

取代並刪除字元（可以觀察到，是先做完取代，然後再刪除字元）

table = str.maketrans(',.!', '，。！','.') # 字符全形轉換，最後再刪除句號

s = "今天,天氣真好.啊!忽然下雨了..."

print(s.translate(table)) # 今天，天氣真好啊！忽然下雨了