将密码子（碱基64）转换为碱基10数字

Question

在2012年7月号的“Mensa Bulletin”中，有一篇题为“The Digital Brain”的文章。其中作者将人脑与base64计算联系起来。这是一个相当有趣和有趣的文章，并在最后提示。所述提示要求读者使用胞嘧啶胞嘧啶鸟嘌呤胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤等于2011的事实将胞嘧啶鸟嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤转换为碱基10数（第一个密码子组简称为cgagag，第二个密码子简称ccgcag）。基本上你必须使用文章中的一个表格，将基数64的数字转换为基数10，该表格以适当的顺序显示所有可能的密码子，其中aug = 0，uuu = 1，uuc = 2，...，gga == 61，ggg = 62，uag = 63。我决定放弃这一点，并决定编写一个python程序，将密码子数字转换为10位数字，并将10位数字转换为密码子。在为这两者编写快速算法后，我跑了它。该程序没有给出错误，并为我的号码弹出密码，反之亦然。但是，他们是错误的数字！我似乎无法看到发生了什么问题，并非常感谢任何帮助。

事不宜迟，代码：

codons = ['aug', 'uuu', 'uuc', 'uua', 'uug', 'ucu', 'ucc', 'uca', 'ucg', 'uau', 'uac', 'uaa', 'ugu', 'ugc', 'uga', 'ugg', 'cuu', 'cuc', 'cua', 'cug', 'ccu', 'ccc', 'cca', 'ccg', 'cau', 'cac', 'caa', 'cag', 'cgu', 'cgc', 'cga', 'cgg', 'auu', 'auc', 'aua', 'acu', 'acc', 'aca', 'acg', 'aau', 'aac', 'aaa', 'aag', 'agu', 'agc', 'aga', 'agg', 'guu', 'guc', 'gua', 'gug', 'gcu', 'gcc', 'gca', 'gcg', 'gau', 'gac', 'gaa', 'gag', 'ggu', 'ggc', 'gga', 'ggg', 'uag' ] 

def codonNumToBase10 (codonValue) : 

    numberOfChars = len(codonValue) 

    # check to see if contains sets of threes 
    if len(codonValue) % 3 != 0 : 
     return -1 

    # check to see if it contains the correct characters 
    for i in range(0, numberOfChars) : 
     if codonValue[i] != 'a' : 
      if codonValue[i] != 'u' : 
       if codonValue[i] != 'c' : 
        if codonValue[i] != 'g' : 
         return -2 

    # populate an array with decimal versions of each codon in the input 
    codonNumbers = [] 
    base10Value = 0 
    numberOfCodons = int(numberOfChars/3) 
    for i in range(0, numberOfCodons) : 
     charVal = codonValue[ 0 + (i*3) ] + codonValue[ 1 + (i*3) ] + codonValue[ 2 + (i*3) ] 
     val = 0 
     for j in codons : 
      if j == charVal : 
       codonNumbers.append(val) 
       break 
      val += 1 
     base10Value += (pow(64, numberOfCodons - i - 1)) * codonNumbers[i] 

    return base10Value 

def base10ToCodonNum (number) : 
    codonNumber = '' 
    hitZeroCount = 0 
    while(1==1) : 
     val = number % 64 
     number = int(number/64) 
     codonNumber = codons[val] + codonNumber 
     if number == 0 : 
      if hitZeroCount > 0: 
       break 
      hitZeroCount += 1 
    return codonNumber 

val_2011 = 'ccgcag' 
val_unknown = 'cgagag' 

print(base10ToCodonNum(codonNumToBase10(val_2011)), '::', codonNumToBase10(val_2011)) 
print(base10ToCodonNum(codonNumToBase10(val_unknown)), '::', codonNumToBase10(val_unknown)) 

编辑1：我得到的值是1499的ccgcag和1978年cgagag。

编辑2：base10ToCodonNum功能固定感谢Ashwini乔杜里。

Answer 1

您的代码实际上并不相互转换的基础-64。我怀疑你没有按照他们在问题中的顺序来确定密码子。

与您提供的密码子的顺序：

'ccgcag' = codons.index('ccg') * 64 + codons.index('cag') = 23 * 64 + 27 = 1499

在数学上是正确的，你所提供的换人。要得到2011年，你必须把cggcag - 所以，你确定你复制他们在完全相同的顺序？

Answer 2

def codon2dec(x): 
    codons = ['aug', 'uuu', 'uuc', 'uua', 'uug', 'ucu', 'ucc', 'uca', 'ucg', 'uau', 'uac', 'uaa', 'ugu', 'ugc', 'uga', 'ugg', 'uuu', 'cuc', 'cua', 'cug', 'ccu', 'ccc', 'cca', 'ccg', 'cau', 'cac', 'caa', 'cag', 'cgu', 'cgc', 'cga', 'cgg', 'auu', 'auc', 'aua', 'acu', 'acc', 'aca', 'acg', 'aau', 'aac', 'aaa', 'aag', 'agu', 'agc', 'aga', 'agg', 'guu', 'guc', 'gua', 'gug', 'gcu', 'gcc', 'gca', 'gcg', 'gau', 'gac', 'gaa', 'gag', 'ggu', 'ggc', 'gga', 'ggg', 'uag' ] 
    if len(x)%3==0: 
     x=[''.join((x[i],x[i+1],x[i+2])) for i in range(0,len(x),3)] 
     try: 
      return sum(codons.index(y)*(64**(len(x)-1-i)) for i,y in enumerate(x)) 

     except ValueError: 
      return 'invalid input' 


    else: 
     return 'invalid input' 

输出：

>>> codon2dec('cgagag') 
1978 
>>> codon2dec('ccgcag') 
1499 

Answer 3

我跟不上你的代码，所以我做了另一种实现方式，但我得到了相同的结果：

CODONS = [ 
    'aug', 'uuu', 'uuc', 'uua', 'uug', 'ucu', 'ucc', 'uca', 
    'ucg', 'uau', 'uac', 'uaa', 'ugu', 'ugc', 'uga', 'ugg', 
    'uuu', 'cuc', 'cua', 'cug', 'ccu', 'ccc', 'cca', 'ccg', 
    'cau', 'cac', 'caa', 'cag', 'cgu', 'cgc', 'cga', 'cgg', 
    'auu', 'auc', 'aua', 'acu', 'acc', 'aca', 'acg', 'aau', 
    'aac', 'aaa', 'aag', 'agu', 'agc', 'aga', 'agg', 'guu', 
    'guc', 'gua', 'gug', 'gcu', 'gcc', 'gca', 'gcg', 'gau', 
    'gac', 'gaa', 'gag', 'ggu', 'ggc', 'gga', 'ggg', 'uag', 
] 

def codon2decimal(s): 
    if len(s) % 3 != 0: 
     raise ValueError("%s doesn't look like a codon number." % s) 
    digits = reversed([ s[i*3:i*3+3] for i in range(len(s)/3) ]) 
    val = 0 
    for i, digit in enumerate(digits): 
     if digit not in CODONS: 
      raise ValueError("invalid sequence: %s." % digit) 
     val += CODONS.index(digit) * 64 ** i 
    return val 

def main(): 
    for number in ('cggcag', 'ccgcag', 'cgagag', 'auguuuuuc'): 
     print number, ':', codon2decimal(number) 

if __name__ == '__main__': 
    main() 

结果：

cggcag : 2011 
ccgcag : 1499 
cgagag : 1978 
auguuuuuc : 66