Задание 1. Предсказание вторичной структуры заданной (тРНК PDB_ID 1gts) GGGGUAUCGCCAAGCGGUAAGGCACCGGAUUCUGAUUCCGGCAUUCCGAGGUUCGAAUCCUCGUACCCCAGCCA

einverted

! echo "GGGGUAUCGCCAAGCGGUAAGGCACCGGAUUCUGAUUCCGGCAUUCCGAGGUUCGAAUCCUCGUACCCCAGCCA" > rna.seq 
! einverted -sequence rna.seq -gap 12 -threshold 2 -match 3 -mismatch -3 -outfile outfile -outseq seqout

Find inverted repeats in nucleotide sequences

Перебрав более 50 разных вариантов параметров einverted получили один стебель: 1-6 и 64-69 (акцепторный стебель)

ViennaRNA

import RNA 
seq = "GGGGUAUCGCCAAGCGGUAAGGCACCGGAUUCUGAUUCCGGCAUUCCGAGGUUCGAAUCCUCGUACCCCAGCCA"
 
# create fold_compound data structure (required for all subsequently applied  algorithms)
fc = RNA.fold_compound(seq)
 
# compute MFE and MFE structure
(mfe_struct, mfe) = fc.mfe()
 
# rescale Boltzmann factors for partition function computation
fc.exp_params_rescale(mfe)
 
# compute partition function
(pp, pf) = fc.pf()

# compute MEA structure
(MEA_struct, MEA) = fc.MEA()
 
# compute free energy of MEA structure
MEA_en = fc.eval_structure(MEA_struct)
 
# print everything like RNAfold -p --MEA
print("%s\n%s (%6.2f)" % (seq, mfe_struct, mfe))
print("%s [%6.2f]" % (pp, pf))
print("%s {%6.2f MEA=%.2f}" % (MEA_struct, MEA_en, MEA))
print(" frequency of mfe structure in ensemble %g; ensemble diversity %-6.2f" % (fc.pr_structure(mfe_struct), fc.mean_bp_distance()))

GGGGUAUCGCCAAGCGGUAAGGCACCGGAUUCUGAUUCCGGCAUUCCGAGGUUCGAAUCCUCGUACCCCAGCCA
((((((..(((.........))).(((((.......))))).....(((((.......)))))))))))..... (-27.30)
(((((({,(({..,,,,...}}}.(((((.......))))).....|((((.......)))))))))))..... [-28.32]
((((((..(((.........))).(((((.......))))).....(((((.......)))))))))))..... {-27.30 MEA=59.93}
 frequency of mfe structure in ensemble 0.190896; ensemble diversity 14.06 

RNA.svg_rna_plot(seq, MEA_struct, ssfile='ggg.svg' )

1

from IPython.display import SVG
SVG('ggg.svg')

#вторичная структура в скобочной последовательности
#GGGGUAUCGCCAAGCGGUAAGGCACCGGAUUCUGAUUCCGGCAUUCCGAGGUUCGAAUCCUCGUACCCCAGCCA
#((((((..(((.........))).(((((.......))))).....(((((.......))))))))))).....
seq="((((((..(((.........))).(((((.......))))).....(((((.......)))))))))))....."
seq_s=""
seq_n=[]
for i in range(len(seq)):
    if seq[i]=="(" or seq[i]==")":
        seq_s+=seq[i]
        seq_n.append(i)
while len(seq_s)!=2:
  for i in range(len(seq_s)):
    if seq_s[i]=="(" and seq_s[i+1]==")":
      print(seq_n[i]+1, seq_n[i+1]+1)
      seq_n.pop(i)
      seq_n.pop(i)
      seq_s=seq_s[:i]+seq_s[i+2:]
      break
print(seq_n[0]+1, seq_n[1]+1)

11 21
10 22
9 23
29 37
28 38
27 39
26 40
25 41
51 59
50 60
49 61
48 62
47 63
6 64
5 65
4 66
3 67
2 68
1 69

Далее в таблице представленна информация о предсказанных структурах 1gts разными программами

	find_pair	einverted	по алгоритму Зукера
Акцепторный стебель	1-6 и 65-74	1-6 и 64-69	1-6 и 64-69
D-стебель	9-24	-	9-23
T-стебель	48-64	-	47-63
Антикодоновый стебель	25-43	-	25-41
Общее число канонических пар нуклеотидов	28	6	19