پروژه آموزشی همتراز نمودن دو رشته طولانی DNA (First seq, Second seq) با C++

مقدمه
در زیست‌شناسی مولکولی، DNA و پروتئین‌ها را می‌توان به صورت دنباله‌ای از حروف الفبا نشان داد. توالی های DNA شامل A، T، G، C هستند که نشان دهنده نوکلئوبازهای آدنین، تیمین، گوانین و سیتوزین هستند. مقایسه دو توالی، که به عنوان مقایسه توالی شناخته می شود، از یک ارگانیسم یا از ارگانیسم های مختلف یک کار مهم در زیست شناسی مولکولی است. در ارائه راه حل برای بسیاری از سوالات بیولوژیکی مفید است.
تراز توالی چیست؟
تراز دنباله راهی برای قرار دادن یک دنباله بالای دیگری به منظور شناسایی مطابقت بین کاراکترها یا زیر رشته های مشابه است. توالی های موجودات مختلف ممکن است اندازه های متفاوتی داشته باشند. تراز کردن نیاز به درج فضاها در مکان های دلخواه در امتداد دنباله دارد تا هر دو اندازه یکسان داشته باشند. “فضاها” یا “شکاف” در ابتدا یا در انتهای دنباله ها درج می شوند. بیایید یک مثال را در نظر بگیریم. فرض کنید ما دو توالی DNA زیر GACGGATTAG و GATCGGAATAG را داریم. یک تراز احتمالی بین این دو دنباله در زیر نشان داده شده است
GA-CGGATTAG
|| |||| |||
GATCGGAATAG
به تفاوت های دو دنباله مطابق با این تراز توجه کنید. یک T اضافی در دنباله دوم، و یک جایگزینی از T به A. یک “فضا” به دنباله اول در یک مکان مناسب اضافه می شود تا دنباله ها تراز شوند.
طولانی ترین مشکل متداول بعدی (LCS).
یکی از راه‌های تشخیص شباهت دو یا چند دنباله، یافتن طولانی‌ترین دنباله مشترک آنهاست. طولانی ترین زیر دنباله مشترک (LCS) از دو دنباله یک دنباله فرعی با حداکثر طول ممکن است که برای هر دو دنباله مشترک است.
بیایید یک مثال را در نظر بگیریم. فرض کنید ما دو توالی DNA زیر را داریم: TAGTCACG و AGACTGTC. LCS دو دنباله AGACG است که از تراز زیر بدست می آید.
TAGTCAC-G–
|| || |
-AG–ACTGTC
توالی‌های مشترک احتمالی دیگری با طول کوتاه‌تر مانند AGCG یا AGTC وجود دارد. اگرچه چندین LCS به طور کلی امکان پذیر است، فقط یک LCS برای این مثال خاص وجود دارد، یعنی هیچ دنباله متداول دیگری به طول 5 برای این دو دنباله وجود ندارد. LCS همچنین به محاسبه شباهت دو دنباله کمک می کند: LCS طولانی تر است. ، شباهت بیشتر است.

اجرای پروژه:

 برای اجرای پروژه یا می توانید از Clion استفاده کنید یا فایل main.cpp  را در هر IDE دیگری استفاده کنید . در صورتی که از Clion استفاده نکنید باید فایل های متنی .txt را کنار فایل .exe پروژه پس از build کردن کپی کنید چرا که بدون آنها جواب 0 است.

خروجی:

 پس از اتمام کار خروجی به شکل زیر خواهد بود: