[의생명정보알고리즘] Pairwise Alignment 점수 계산 프로그램 실습

Ref :
의생명정보알고리즘 강의 / 첨단바이오공학부 김재범 교수님

프로그램 개발 순서!

🔁 전체 구현 흐름 요약 (화이트보드 기반 순서)

단계 설명

1️⃣	sys 모듈로 프로그램 인자 받기
2️⃣	점수 (int), 서열 (str)로 데이터 구조 정의
3️⃣	for 루프 사용해 각 문자를 비교
4️⃣	점수 규칙에 따라 누적
5️⃣	최종 점수 출력 (print(ascore))

 

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💻 Pairwise Alignment 점수 계산 프로그램 실습 총정리 🧬

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🗂️ 1. 작업 폴더 생성 및 이동

cd ~                 # 홈 디렉토리로 이동
mkdir PA2025         # 실습용 폴더 생성
cd PA2025            # 해당 폴더로 이동

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📝 2. Python 파일 작성 – parg.py

▶ 코드 작성

vi parg.py           # vi 편집기로 파일 열기

#!/usr/bin/env python3

import sys  # 인자 입력 받기 위해 사용

match = int(sys.argv[1])     # 일치 점수
mismatch = int(sys.argv[2])  # 불일치 점수
gap = int(sys.argv[3])       # 갭 점수
arow1 = sys.argv[4]          # 첫 번째 시퀀스
arow2 = sys.argv[5]          # 두 번째 시퀀스

print(match, mismatch, gap, arow1, arow2)

▶ 저장 방법

• i → 입력
• 코드 작성 후 ESC → :wq로 저장 & 종료

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🔐 3. 실행 권한 부여

chmod +x parg.py

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▶️ 4. parg.py 실행 테스트

• ❌ 인자 없이 실행 (오류 발생)

./parg.py
# IndexError 발생

• ✅ 올바른 실행

./parg.py 2 1 -1 AATCTATA AAG-AT-A
# 출력: 2 1 -1 AATCTATA AAG-AT-A

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🔁 5. 반복문 연습 파일 작성 – loop.py

▶ 코드 작성

vi loop.py

#!/usr/bin/env python3

arow1 = "ACT"  # 첫 번째 시퀀스
arow2 = "A-T"  # 두 번째 시퀀스

for i in range(len(arow1)):
    nt1 = arow1[i]
    nt2 = arow2[i]
    
    print(nt1, nt2)

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🔐 6. loop.py 실행 권한 부여 및 실행

chmod +x loop.py
./loop.py

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🔐 7. 실습 파일 작성 – P6.py

▶ 코드 작성

vi P6.py

#!/usr/bin/env python3

import sys

match = int(sys.argv[1])
mismatch = int(sys.argv[2])
gap = int(sys.argv[3])
arow1 = sys.argv[4]
arow2 = sys.argv[5]

ascore = 0
for i in range(len(arow1)):
    nt1 = arow1[i]
    nt2 = arow2[i]
    
    if nt1 == nt2:
        ascore += match
    elif nt1 == '-' or nt2 == '-':
        ascore += gap
    else:
        ascore += mismatch

print(ascore)

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▶️ 8. P6.py 실행 권한 부여 및 실행

chmod +x P6.py

./P6.py 2 1 -1 AATCTATA AAG-AT-A
# 출력: 정렬 점수 계산 결과 출력

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📌 요약

• parg.py: 인자 확인용 테스트
• loop.py: 반복문 순회 확인
• P6.py: 실제 Pairwise Alignment 점수 계산기 🎯

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연습 문제

S = match/mismatch × (m - n) + gap × g

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✅ 수정된 코드 (PA1.py로 저장할 코드):

#!/usr/bin/env python3

import sys

# 입력값 받기
match = int(sys.argv[1])
mismatch = int(sys.argv[2])
gap = int(sys.argv[3])
arow1 = sys.argv[4]
arow2 = sys.argv[5]

# m: match count, n: mismatch count, g: gap count
m = n = g = 0

# 두 시퀀스 비교
for i in range(len(arow1)):
    nt1 = arow1[i]
    nt2 = arow2[i]

    if nt1 == '-' or nt2 == '-':
        g += 1
    elif nt1 == nt2:
        m += 1
    else:
        n += 1

# 새로운 scoring 공식 적용
ascore = match * (m - n) + gap * g

# 결과 출력
print(ascore)

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✅ 절대경로 정리

1. 디렉토리 이동:

cd /mss/home_student/학번/PA2025

1. 파일 실행 테스트 (예시):

./PA1.py 2 -1 -2 ACG-T A-GGT

1. py 파일 절대 경로:

/mss/home_student/학번/PA2025/PA1.py