RNA轉錄

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第二類核酸

在「DNA核苷酸含量」中，我們描述了核酸作為核苷酸單元聚合物的一級結構，並且我們提到廣泛存在的DNA由四個鹼基的不同序列組成。

然而除了DNA外，染色質還有一種核酸和DNA一起存在；這種核酸具有不同的糖，稱為核糖（ribose），後來被稱為核糖核酸或RNA。RNA與DNA的不同之處在於它含有稱為尿嘧啶（uracil）的鹼基代替胸腺嘧啶; DNA和RNA之間的結構差異如圖1所示。生物學家最初認為RNA僅包含在植物細胞中，而DNA僅限於動物細胞。然而，隨著新的化學方法的提出，在地球上所有生命形式的細胞中發現了兩種核酸，這一假設消失了。

DNA和RNA的主要結構是如此相似，因為前者是創建信使RNA（mRNA）這種特殊RNA分子的藍圖。mRNA在RNA轉錄期間產生，在此期間，DNA的鏈用作構建RNA鏈的模板，通過一次複製一個核苷酸，其中使用尿嘧啶代替胸腺嘧啶。

在真核生物中，DNA主要存在於細胞核中，而RNA可以存在於細胞任意位置以執行DNA的命令。在以後的問題中，我們將更詳細地研究RNA轉錄的過程和分枝。

RNA轉錄

RNA轉錄定義了DNA轉化為RNA的過程。在真核生物中，RNA轉錄發生在細胞核中。如圖2所示，RNA聚合酶（RNAP）通過遍歷DNA的一條鏈（在3-5方向）促進轉錄，這裡的DNA稱為模板鏈。在每個連續的鹼基處，RNAP將互補鹼基添加到RNA的合成鏈中，其中尿嘧啶取代胸腺嘧啶。因為產生的RNA鏈（稱為前mRNA）是在互補性上構建的，所以它與相反的DNA鏈相同（除了用尿嘧啶替代胸腺嘧啶）。因此，第二條DNA鏈稱為編碼鏈，因為即使在轉錄過程中不使用它，編碼鏈也與前mRNA鏈相同，除了用尿嘧啶取代胸腺嘧啶。

問題

通過以上介紹我們知道了RNA串是由包含A，C，G和U的字母組成的字元串。

給定對應於編碼鏈的DNA串t，其轉錄的RNA串u通過用u中的U替換t中所有出現的T而形成。

Given: 一段DNA序列t

Return: t轉錄後的RNA序列

樣本數據

GATGGAACTTGACTACGTAAATT

樣本輸出

GAUGGAACUUGACUACGUAAAUU

分析

這個問題很簡單：只需讀取字元串然後將T替換成U即可。在這裡我提供兩種方法來解決這個問題。

python

我們可以使用python的一個內置函數str.replace()來解決，查看該函數的文檔我們可以得到：

replace(...) S.replace(old, new[, count]) -> str

因此我們定義一個函數：

def transcribing_RNA(string): return string.replace("T", "U")

In [1]:

print(transcribing_RNA("GATGGAACTTGACTACGTAAATT"))

Out[1]:

GAUGGAACUUGACUACGUAAAUU

bash

我們可以直接在bash中解決上面這個問題。我們使用tr這個命令，在bash下查看這個命令的文檔我們可以得到：

NAME tr - translate or delete charactersSYNOPSIS tr [OPTION]... SET1 [SET2]DESCRIPTION Translate, squeeze, and/or delete characters from standard input, writing to standard output.

根據文檔描述，這個命令的功能是翻譯字元，也就是說可以根據單個字元或字符集進行替換。

In [1]:

tr T U < sample_dna_seq.txt

Out[1]:

GAUGGAACUUGACUACGUAAAUU

我們可以得到和python處理後一樣的結果。

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