]> git.donarmstrong.com Git - biopieces.git/blobdiff - code_ruby/lib/maasha/seq.rb
fixed each_orf
[biopieces.git] / code_ruby / lib / maasha / seq.rb
index cf4b6e6802883d5447c7bbad7157ae65bc0c95b1..7377da533d50ea34fb4dc12c3e2bfb7f05a7e944 100644 (file)
@@ -27,8 +27,12 @@ require 'maasha/seq/digest'
 require 'maasha/seq/trim'
 require 'narray'
 
-autoload :BackTrack, 'maasha/seq/backtrack.rb'
-autoload :Dynamic,   'maasha/seq/dynamic.rb'
+autoload :BackTrack,   'maasha/seq/backtrack'
+autoload :Dynamic,     'maasha/seq/dynamic'
+autoload :Homopolymer, 'maasha/seq/homopolymer'
+autoload :Hamming,     'maasha/seq/hamming'
+autoload :Levenshtein, 'maasha/seq/levenshtein'
+autoload :Ambiguity,   'maasha/seq/ambiguity'
 
 # Residue alphabets
 DNA     = %w[a t c g]
@@ -67,7 +71,6 @@ TRANS_TAB11 = {
   "GTG" => "V", "GCG" => "A", "GAG" => "E", "GGG" => "G"
 }
 
-
 # Error class for all exceptions to do with Seq.
 class SeqError < StandardError; end
 
@@ -87,10 +90,10 @@ class Seq
   def self.new_bp(record)
     seq_name = record[:SEQ_NAME]
     seq      = record[:SEQ]
-    type     = record[:SEQ_TYPE]
+    type     = record[:SEQ_TYPE].to_sym if record[:SEQ_TYPE]
     qual     = record[:SCORES]
 
-    self.new(seq_name, seq, type, qual)
+    self.new(seq_name: seq_name, seq: seq, type: type, qual: qual)
   end
 
   # Class method that generates all possible oligos of a specifed length and type.
@@ -98,9 +101,9 @@ class Seq
     raise SeqError, "Cannot generate negative oligo length: #{length}" if length <= 0
 
     case type.downcase
-    when /dna/     then alph = DNA
-    when /rna/     then alph = RNA
-    when /protein/ then alph = PROTEIN
+    when :dna     then alph = DNA
+    when :rna     then alph = RNA
+    when :protein then alph = PROTEIN
     else
       raise SeqError, "Unknown sequence type: #{type}"
     end
@@ -122,16 +125,20 @@ class Seq
     oligos
   end
 
-  # Initialize a sequence object with the following arguments:
-  # - seq_name: Name of the sequence.
-  # - seq: The sequence.
-  # - type: The sequence type - DNA, RNA, or protein
-  # - qual: An Illumina type quality scores string.
-  def initialize(seq_name = nil, seq = nil, type = nil, qual = nil)
-    @seq_name = seq_name
-    @seq      = seq
-    @type     = type
-    @qual     = qual
+  # Initialize a sequence object with the following options:
+  # - :seq_name   Name of the sequence.
+  # - :seq        The sequence.
+  # - :type       The sequence type - DNA, RNA, or protein
+  # - :qual       An Illumina type quality scores string.
+  def initialize(options = {})
+    @seq_name = options[:seq_name]
+    @seq      = options[:seq]
+    @type     = options[:type]
+    @qual     = options[:qual]
+
+    if @seq and @qual and @seq.length != @qual.length
+      raise SeqError, "Sequence length and score length mismatch: #{@seq.length} != #{@qual.length}"
+    end
   end
 
   # Method that guesses and returns the sequence type
@@ -140,9 +147,9 @@ class Seq
     raise SeqError, "Guess failed: sequence is nil" if self.seq.nil?
 
     case self.seq[0 ... 100].downcase
-    when /[flpqie]/ then return "protein"
-    when /[u]/      then return "rna"
-    else                 return "dna"
+    when /[flpqie]/ then return :protein
+    when /[u]/      then return :rna
+    else                 return :dna
     end
   end
 
@@ -190,24 +197,24 @@ class Seq
 
   # Method that returns true is a given sequence type is DNA.
   def is_dna?
-    self.type == 'dna'
+    self.type == :dna
   end
 
   # Method that returns true is a given sequence type is RNA.
   def is_rna?
-    self.type == 'rna'
+    self.type == :rna
   end
 
   # Method that returns true is a given sequence type is protein.
   def is_protein?
-    self.type == 'protein'
+    self.type == :protein
   end
 
   # Method to transcribe DNA to RNA.
   def to_rna
     raise SeqError, "Cannot transcribe 0 length sequence" if self.length == 0
     raise SeqError, "Cannot transcribe sequence type: #{self.type}" unless self.is_dna?
-    self.type = 'rna'
+    self.type = :rna
     self.seq.tr!('Tt','Uu')
   end
 
@@ -215,14 +222,13 @@ class Seq
   def to_dna
     raise SeqError, "Cannot reverse-transcribe 0 length sequence" if self.length == 0
     raise SeqError, "Cannot reverse-transcribe sequence type: #{self.type}" unless self.is_rna?
-
-    self.type = 'dna'
+    self.type = :dna
     self.seq.tr!('Uu','Tt')
   end
 
   # Method to translate a DNA sequence to protein.
   def translate!(trans_tab = 11)
-    raise SeqError, "Sequence type must be 'dna' - not #{self.type}" unless self.type == 'dna'
+    raise SeqError, "Sequence type must be 'dna' - not #{self.type}" unless self.type == :dna
     raise SeqError, "Sequence length must be a multiplum of 3 - was: #{self.length}" unless (self.length % 3) == 0
 
     case trans_tab
@@ -257,7 +263,7 @@ class Seq
 
     self.seq  = protein
     self.qual = nil
-    self.type = "protein"
+    self.type = :protein
 
     self
   end
@@ -288,8 +294,8 @@ class Seq
     raise SeqError, "Missing seq_name" if self.seq_name.nil? or self.seq_name == ''
     raise SeqError, "Missing seq"      if self.seq.nil?      or self.seq.empty?
 
-    seq_name = self.seq_name.to_s
-    seq      = self.seq.to_s
+    seq_name = self.seq_name
+    seq      = self.seq.dup
 
     unless wrap.nil?
       seq.gsub!(/(.{#{wrap}})/) do |match|
@@ -299,7 +305,7 @@ class Seq
       seq.chomp!
     end
 
-    ">" + seq_name + $/ + seq + $/
+    ">" + seq_name.to_s + $/ + seq + $/
   end
 
   # Method that given a Seq entry returns a FASTQ entry (a string).
@@ -337,7 +343,14 @@ class Seq
 
   # Method to reverse the sequence.
   def reverse
-    Seq.new(self.seq_name, self.seq.reverse, self.type, self.qual ? self.qual.reverse : self.qual)
+    entry = Seq.new(
+      seq_name: self.seq_name,
+      seq:      self.seq.reverse,
+      type:     self.type,
+      qual:     (self.qual ? self.qual.reverse : self.qual)
+    )
+
+    entry
   end
 
   # Method to reverse the sequence.
@@ -351,10 +364,11 @@ class Seq
   def complement
     raise SeqError, "Cannot complement 0 length sequence" if self.length == 0
 
-    entry          = Seq.new
-    entry.seq_name = self.seq_name
-    entry.type     = self.type
-    entry.qual     = self.qual
+    entry = Seq.new(
+      seq_name: self.seq_name,
+      type:     self.type,
+      qual:     self.qual
+    )
 
     if self.is_dna?
       entry.seq = self.seq.tr('AGCUTRYWSMKHDVBNagcutrywsmkhdvbn', 'TCGAAYRWSKMDHBVNtcgaayrwskmdhbvn')
@@ -384,34 +398,46 @@ class Seq
 
   # Method to determine the Hamming Distance between
   # two Sequence objects (case insensitive).
-  def hamming_distance(seq)
-    self.seq.upcase.hamming_distance(seq.seq.upcase)
+  def hamming_distance(entry, options = nil)
+    if options and options[:ambiguity]
+      Hamming.distance(self.seq, entry.seq)
+    else
+      self.seq.upcase.hamming_distance(entry.seq.upcase)
+    end
+  end
+
+  # Method to determine the Edit Distance between
+  # two Sequence objects (case insensitive).
+  def edit_distance(entry)
+    Levenshtein.distance(self.seq, entry.seq)
   end
 
   # Method that generates a random sequence of a given length and type.
   def generate(length, type)
     raise SeqError, "Cannot generate sequence length < 1: #{length}" if length <= 0
 
-    case type.downcase
-    when "dna"
-      alph = DNA
-    when "rna"
-      alph = RNA
-    when "protein"
-      alph = PROTEIN
+    case type
+    when :dna     then alph = DNA
+    when :rna     then alph = RNA
+    when :protein then alph = PROTEIN
     else
       raise SeqError, "Unknown sequence type: #{type}"
     end
 
     seq_new   = Array.new(length) { alph[rand(alph.size)] }.join("")
     self.seq  = seq_new
-    self.type = type.downcase
+    self.type = type
     seq_new
   end
 
   # Method to return a new Seq object with shuffled sequence.
   def shuffle
-    Seq.new(self.seq_name, self.seq.split('').shuffle!.join, self.type, self.qual)
+    Seq.new(
+      seq_name: self.seq_name,
+      seq:      self.seq.split('').shuffle!.join,
+      type:     self.type,
+      qual:     self.qual
+    )
   end
 
   # Method to shuffle a sequence randomly inline.
@@ -420,6 +446,15 @@ class Seq
     self
   end
 
+  # Method to add two Seq objects.
+  def +(entry)
+    new_entry = Seq.new()
+    new_entry.seq  = self.seq  + entry.seq
+    new_entry.type = self.type              if self.type == entry.type
+    new_entry.qual = self.qual + entry.qual if self.qual and entry.qual
+    new_entry
+  end
+
   # Method to concatenate sequence entries.
   def <<(entry)
     raise SeqError, "sequences of different types" unless self.type == entry.type
@@ -431,35 +466,21 @@ class Seq
     self
   end
 
-  # Method that returns a subsequence of from a given start position
-  # and of a given length.
-  def subseq(start, length = self.length - start)
-    raise SeqError, "subsequence start: #{start} < 0"                                                if start  < 0
-    raise SeqError, "subsequence length: #{length} < 0"                                              if length < 0
-    raise SeqError, "subsequence start + length > Seq.length: #{start} + #{length} > #{self.length}" if start + length > self.length
-
-    if length == 0
-      seq  = ""
-      qual = "" unless self.qual.nil?
-    else
-      stop = start + length - 1
-
-      seq  = self.seq[start .. stop]
-      qual = self.qual[start .. stop] unless self.qual.nil?
-    end
+  # Index method for Seq objects.
+  def [](*args)
+    entry = Seq.new
+    entry.seq_name = self.seq_name.dup if self.seq_name
+    entry.seq      = self.seq[*args]
+    entry.type     = self.type
+    entry.qual     = self.qual[*args] unless self.qual.nil?
 
-    Seq.new(self.seq_name, seq, self.type, qual)    # TODO changed self.seq_name.dup to self.seq_name -> consequence?
+    entry
   end
 
-  # Method that replaces a sequence with a subsequence from a given start position
-  # and of a given length.
-  def subseq!(start, length = self.length - start)
-    s = subseq(start, length)
-
-    self.seq_name = s.seq_name
-    self.seq      = s.seq
-    self.type     = s.type
-    self.qual     = s.qual
+  # Index assignment method for Seq objects.
+  def []=(*args, entry)
+    self.seq[*args]  = entry.seq[*args]
+    self.qual[*args] = entry.qual[*args] unless self.qual.nil?
 
     self
   end
@@ -473,7 +494,7 @@ class Seq
       start = rand(self.length - length + 1)
     end
 
-    self.subseq(start, length)
+    self[start .. start + length]
   end
 
   # Method that returns the residue compositions of a sequence in
@@ -489,23 +510,6 @@ class Seq
     comp
   end
 
-  # Method that returns the length of the longest homopolymeric stretch
-  # found in a sequence.
-  def homopol_max(min = 1)
-    return 0 if self.seq.nil? or self.seq.empty?
-
-    found = false
-
-    self.seq.upcase.scan(/A{#{min},}|T{#{min},}|G{#{min},}|C{#{min},}|N{#{min},}/) do |match|
-      found = true
-      min   = match.size > min ? match.size : min
-    end
-
-    return 0 unless found
-    min
-  end
-
   # Method that returns the percentage of hard masked residues
   # or N's in a sequence.
   def hard_mask
@@ -630,22 +634,26 @@ class Seq
     regex_start = Regexp.new(start_codons.join('|'), true)
     regex_stop  = Regexp.new(stop_codons.join('|'), true)
 
-    while pos_beg and pos_beg < self.length - size_min
-      if pos_beg = self.seq.index(regex_start, pos_beg)
-        if pos_end = self.seq.index(regex_stop, pos_beg)
-          length = (pos_end - pos_beg) + 3
+    while pos_beg = self.seq.index(regex_start, pos_beg)
+      pos_end = pos_beg + 3
+       
+      while pos_end = self.seq.index(regex_stop, pos_end)
+        length = (pos_end - pos_beg) + 3
 
-          if (length % 3) == 0
-            if size_min <= length and length <= size_max
-              subseq = self.subseq(pos_beg, length)
+        if (length % 3) == 0
+          if size_min <= length and length <= size_max
+            subseq = self[pos_beg ... pos_beg + length]
 
-              orfs << [subseq, pos_beg, pos_end + 3]
-            end
+            orfs << [subseq, pos_beg, pos_end + 3]
           end
+
+          break
         end
 
-        pos_beg += 1
+        pos_end += 1
       end
+
+      pos_beg += 1
     end
 
     if pick_longest