Day10 | Rosalind 生資解題 - 003. REVC (Complementing a Strand of DNA)

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

DNA 的每一條鏈都有一個方向：5' → 3'（由糖-磷酸骨架的 5' 碳到 3' 碳）
在雙股 DNA 中，兩條鏈是反向平行 (antiparallel) 的：
一條是 5' → 3'
一條是 3' → 5'
但是我們閱讀的方向，都是從5' → 3'

這一題要計算DNA字串的反向互補(reverse complement)

輸入

AAAACCCGGT

輸出

ACCGGGTTTT

此題有兩個核心要點
1：反向。序列方向相反（首尾顛倒）
2：互補。DNA是雙股螺旋，四種鹼基互補規則為：A配T、C配G

所以給一段序列 AAAACCCGGT
需要輸出 ACCGGGTTTT

為什麼要前後顛倒？

直觀說明
兩端3'->5'、5'->3'互補，就有點像我們的書本：

中文字都是由左向右排列，人類閱讀是從左邊讀到右邊

但是書本闔上、閉起來的時候，兩者就頭尾重疊了：
左邊的頭對到右邊尾、右邊頭對到左邊尾

不會都從閉闔的書本同一側讀進去、或者讀出來

（除非你的眼睛特別牛B）

所以我們朗讀的時候，都是從頭部（5'）讀到尾部（3'）
照固定的順序來

解法一

程式碼：

s = "AAAACCCGGT"

rev_s = s[::-1]
# 或者
# rev_s = ''.join(reversed(s))

for base in rev_s:
    match base:
        case 'A':
            print('T', end='')
        case 'C':
            print('G', end='')
        case 'G':
            print('C', end='')
        case 'T':
            print('A', end='')

解法二

或者用dict存table配對

def reverse_complement(dna):
    table = {'A': 'T', 'T': 'A', 'C': 'G', 'G': 'C'}
    result = str()

    for base in reversed(dna):
        result += table[base]
    return result

s = "AAAACCCGGT"

print(reverse_complement(s))

解法三

或者沿用前一篇maketrans()

def reverse_complement(s):
    # 先互補（替換），再反轉
    trans_table = str.maketrans('ATCG', 'TAGC')
    rev_s = s.translate(trans_table)
    return rev_s[::-1]

s = "AAAACCCGGT"

print(reverse_complement(s))