怎么使用python求已知DNA模板的互补DNA序列

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DNA序列

ACTGATCGATTACGTATAGTATTTGCTATCATACATATATATCGATGCGTTCAT

求其互补DNA序列。

在生物上DNA互补序列简述表达可以表示为：A与T，C与G互补，可以理解为将上述序列中现有的A用T代替，C用G代替，T用A代替，G用C代替，则其互补序列为：

TGACTAGCTAATGCATATCATAAACGATAGTATGTATATATAGCTACGCAAGTA

根据上述表述，我可以利用replace（）函数进行替换，将A用T替换，T用A替换，C用G替换，G用C替换，

简述其代码

my_dna = "ACTGATCGATTACGTATAGTATTTGCTATCATACATATATATCGATGCGTTCAT"
# replace A with T
sequence1 = my_dna.replace('A', 'T')
# replace T with A
sequence2 = sequence1.replace('T', 'A')
# replace C with G
sequence3 = sequence2.replace('C', 'G')
# replace G with C
sequence4 = sequence3.replace('G', 'C')
# print the result of the final replacement
print(sequence1)
print(sequence2)
print(sequence3)
print(sequence4)

其输出结果如下：

TCTGTTCGTTTTCGTTTTGTTTTTGCTTTCTTTCTTTTTTTTCGTTGCGTTCTT
ACAGAACGAAAACGAAAAGAAAAAGCAAACAAACAAAAAAAACGAAGCGAACAA
AGAGAAGGAAAAGGAAAAGAAAAAGGAAAGAAAGAAAAAAAAGGAAGGGAAGAA
ACACAACCAAAACCAAAACAAAAACCAAACAAACAAAAAAAACCAACCCAACAA

原始序列上进行替换

显然结果是不正确的，我们在sequence1到sequence2中就已经出现错误，误把sequence1中A被替换之后变为T的序列，在sequence2中又被替换掉了，因此我们要转变思路，保持只替换原本的序列，不进行多次替换，避免错误，我们可以尝试每次只在原始序列上进行替换，尝试代码如下：

my_dna = "ACTGATCGATTACGTATAGTATTTGCTATCATACATATATATCGATGCGTTCAT"
# replace A with T
sequence = my_dna.replace('A', 'T')
# replace T with A
sequence2 = my_dna.replace('T', 'A')
# replace C with G
sequence3 = my_dna.replace('C', 'G')
# replace G with C
sequence4 = my_dna.replace('G', 'C')
print(sequence1)
print(sequence2)
print(sequence3)
print(sequence4)

其输出结果如下：

TCTGTTCGTTTTCGTTTTGTTTTTGCTTTCTTTCTTTTTTTTCGTTGCGTTCTT
ACAGAACGAAAACGAAAAGAAAAAGCAAACAAACAAAAAAAACGAAGCGAACAA
AGTGATGGATTAGGTATAGTATTTGGTATGATAGATATATATGGATGGGTTGAT
ACTCATCCATTACCTATACTATTTCCTATCATACATATATATCCATCCCTTCAT

显然结果也是不正确的，因此，我们要引入中间变量，最后再把它做一个回环，

也就是说引入四个临时字母，然后每个变换2次，最后把最终结果输出，其代码可以为：

my_dna = "ACTGATCGATTACGTATAGTATTTGCTATCATACATATATATCGATGCGTTCAT"
sequence1 = my_dna.replace('A', 'H')
sequence2 = sequence1.replace('T', 'J')
sequence3 = sequence2.replace('C', 'K')
sequence4 = sequence3.replace('G', 'L')
sequence5 = sequence4.replace('H', 'T')
sequence6 = sequence5.replace('J', 'A')
sequence7 = sequence6.replace('K', 'G')
sequence8 = sequence7.replace('L', 'C')
print(sequence8)

其结果为：

TGACTAGCTAATGCATATCATAAACGATAGTATGTATATATAGCTACGCAAGTA

利用upper()输出大写结果

至此得到了我们想要的结果，但这种方法显然是有些复杂了，我们可以利用字符的大小写来完成我们的工作，也就是利用小写字母为临时变量，最终利用upper()输出大写的结果就行了，其代码和结果如下：

my_dna = "ACTGATCGATTACGTATAGTATTTGCTATCATACATATATATCGATGCGTTCAT"
sequence1 = my_dna.replace('A', 't')
print(sequence1)
sequence2 = sequence1.replace('T', 'a')
print(sequence2)
sequence3 = sequence2.replace('C', 'g')
print(sequence3)
sequence4 = sequence3.replace('G', 'c')
print(sequence4)
print(sequence4.upper())

其结果为：

tCTGtTCGtTTtCGTtTtGTtTTTGCTtTCtTtCtTtTtTtTCGtTGCGTTCtT
tCaGtaCGtaatCGatatGataaaGCataCtatCtatatataCGtaGCGaaCta
tgaGtagGtaatgGatatGataaaGgatagtatgtatatatagGtaGgGaagta
tgactagctaatgcatatcataaacgatagtatgtatatatagctacgcaagta
TGACTAGCTAATGCATATCATAAACGATAGTATGTATATATAGCTACGCAAGTA

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