Tentamen Bionformatica deel A(8C074), 18 januari 2007, u.

Transcriptie

1 Tentamen Bionformatica deel A(8C074), 18 januari 2007, u. Twee algemene opmerkingen Het tentamen bestaat uit 5 opgaven verdeeld over 2 pagina s. Op pagina 2 staat voor iedere opgave het maximale aantal punten dat voor de opgave behaald kan worden! Noch het boek noch de collegeaantekeningen noch een notebook zijn bij dit tentamen toegestaan. Succes!!! Opgave 1 (a) Wat zijn de bouwstenen van DNA? (b) Idem van RNA? (c) Wat zijn de verschillen tussen RNA en DNA? Uitwerking opgave 1 (a) De bouwstenen van DNA zijn de nucleotiden. Een nucleotide bestaat uit een fosfaat, een suiker en een van de 4 basen: A, C, G, en T. (b) Ook de bouwstenen van RNA zijn nucleotiden. Een nucleotide bestaat uit een fosfaat, een suiker en een van de 4 basen: A, C, G, en U. (c) Verschillen tussen DNA en RNA: de suiker is in DNA deoxyribose, in RNA ribose (D versus R), DNA is een dubbele helix, RNA een enkele strand. Normering opgave 1 : onderdeel (a) en (b) samen een half punt, onderdeel (c) een half punt. Opgave 2 (a) Laat l een lijst van DNA strings zijn. Ontwerp een Python methode met de lijst als argument die van ieder van de items het reverse complement berekent en die retourneert in een gesorteerde lijst. (b) Analoog aan (a) maar nu moeten uit de te retourneren lijst gelijke strings verwijderd zijn. 1

2 Uitwerking opgave 2 (a) Om op ieder van de elementen van een lijst een operatie uit te kunnen voeren, hebben we als eerste stap een implementatie van de operatie zelf nodig. We beginnen daarom met het ontwerpen van een methode die het reverse complement van een DNA string bepaalt. Ook in de oplossing van dit probleem splisten we de originele vraagsteling in 2 delen namelijk het complement deel en het reverse deel. Omdat op het formuleblad de reverse methode al gegeven is, is het tweede deel direct te geven, en volstaan we met de analyse van het eerste deel. Het complement van een DNA string ontstaat door gelijktijdig alle voorkomens van A door T, van T door A, van C door G, en van G door C te vervangen. Let op de term gelijktijdig! Als we eerst een A door een T vervangen, en dan een T door een A, wordt de A door een A vervangen. De oplossing is eerst alle A s door bijvoorbeeld een B te vervangen, dan de T s door een A, en de B s door een T. Soortgelijk voor het andere paar C en G. Bewust is in deze analyse overal een hoofdletter voor de base geschreven. Dezelfde actie moeten we in feite ook uit voeren voor de basen in de DNA string die met een kleine letter geschreven zijn. Dus een methode die het complement van een DNA string berekent ziet er bijvoorbeeld als volgt uit: def complement(s): """ s is een DNA string opgebouwd uit a, A, c, C, g, G, t, en T. in het complement is gelijktijdig a door t, A door T, c door g, C door G, g door c, G door C, t door a, en T door A vervangen. """ t=s.replace( a, b ) t=t.replace( A, B ) t=t.replace( t, a ) t=t.replace( T, A ) t=t.replace( b, t ) t=t.replace( B, T ) t=t.replace( c, d ) t=t.replace( C, D ) t=t.replace( g, c ) t=t.replace( G, C ) t=t.replace( d, g ) t=t.replace( D, G ) return t Een reverse is enkel gedefinieerd voor lijsten. Als de reverse 2

3 uitgevoerd moet worden op een string moeten we extra acties ondernemen: def stringreverse(s): l=list(s) l.reverse() return "".join(l) Dus krijgen we voor alle elementen van de lijst en het sorteren: def allrevcompl(l): newl=[] for s in l: t=complement(s) t=stringreverse(t) newl.append(t) newl.sort() (b) Het eerste deel van de oplossing d.w.z. het bepalen van de reverse complement, verandert niet. De eenvoudigste oplossing is na het sorteren gelijke strings te verwijderen: def unique(l): newl=[] for s in l: t=complement(s) t=stringreverse(t) newl.append(t) newl.sort() uniquel=[] if len(newl)>0: uniquel.append(newl[0]) for i in range(1, len(newl)): if newl[i]!=newl[i-1]: uniquel.append(newl[i]) return uniquel Normering opgave 2 : onderdeel (a) 1.5 punt en (b) een half punt. Bij (a) is aanname enkel hoofdletters of enkel kleine letters niet fout. Opgave 3 Ontwerp een programma dat de letter V van k regels lang en 2k 1 posities breed afdrukt, waarbij k een oneven invoergetal van tenminste 3 is. Bijvoorbeeld ziet voor k = 5 als invoer de uitvoer er als volgt uit * 3

4 Uitwerking opgave 3 De laatste regel wijkt af. Daarom concentreren we ons eerst op de eerste k-1 regels. Ieder van die regels heeft maximaal 2k-1 tekens bestaande uit 0 of meer spaties gevolgd een ster, een of meer spaties gevolgd door een ster. Regel 1 heeft 1 ster dan 2k-3 spaties en dan weer een ster. Regel 2 een spatie dan een ster dan 2k-5 spaties een ster. Regel 3 twee spaties dan een ster dan 2k-7 spaties een ster.... Regel i, 1<=i<=k-1 heeft eerst i-1 spaties dan 2k-(2i+1) spaties en dan een ster... Regel k-1 heeft eerst k-2 spaties dan een ster dan een spatie en dan een ster. In iedere regel neemt het aantal leidende spaties met 1 toe, terwijl het aantal tussen spaties met 2 afneemt. # Het aantal leidende spaties: als # Het aantal tussen spaties: ats def printv(k): als=0 ats=2k-3 while ats>0: print *als+ * + *ats+ * als=als+1 ats=ats-2 print *als+ * Normering opgave 3 : analyse: 2 punten, uitwerking(programma) 1 punt Opgave 4 Gegeven is de volgende methode: def examplerep(): print "Give 5 numbers smaller than 1000:" a=1000 b=1000 i=0 while (i<5): c=int(raw_input("give one value: ")) if (a<c): if (c<=b): b=a a=c 4

5 i=i+1 print "My answers are: "+str(a)+" and "+str(b) Als deze methode aangeroepen wordt met de volgende 5 integer waarden die telkenmale als input op een nieuwe regel gegeven worden, geef dan een tabel met waarden van de variabelen. De tabel moet een kolom per variabele en een rij van waarden per iteratiestap hebben. (a) (b) (c) Uitwerking opgave 4 Als op output de waarden van i, a, b, c respectievelijk geprint worden, met het print-statement in de lus direct na i=i+1 (a) Give 5 numbers smaller than 1000: My answers are: 4 and 0 (b) Give 5 numbers smaller than 1000: My answers are: 500 and 1000 (c) Give 5 numbers smaller than 1000: My answers are: 33 and 3 Normering opgave 4 : Onderdeel (a) en (b) een 0.7 punt, onderdeel (c): 0.6 Opgave 5 Gegeven is de volgende Python class class Gene: def setgenesymbol(self, gsym): self.symbol=gsym print "Symbol "+self.symbol+" set" 5

6 (a) Breid deze class uit met een methode setgenename die de naam van een object gen van de class Gene een waarde geeft. De naam is een string van 2 woorden gescheiden door een spatie. Het eerste woord is gelijk aan de eerste 3 tekens van het symbol data-attribuut. Het tweede woord is gen. Als het symbol minder dan 3 tekens heeft dan wordt het eerste woord gelijk aan het symbol. (b) Ontwerp een methode die de naam en het symbool van een gen in hoofdletters afdrukt. (c) Geef voorbeelden van hoe de door u ontworpen methoden aangeroepen worden. Uitwerking opgave 5 class Gene: def setgenesymbol(self, gsym): self.symbol=gsym print "Symbol "+self.symbol+" set" def setgenename(self): if len(self.symbol)>=3: self.name=self.symbol[0:3] if len(self.symbol)<3: self.name=self.symbol self.name=self.name+ gen def printvalues(self): print De naam van het gen is:, self.name.upper() print Het symbool van het gen is:, self.symbol.upper() gen=gene() gen.setgenesymbol( Ins ) gen.setgenename() gen.printvalues() Normering opgave 5 : onderdeel (a) en (b) ieder 0.75 punten, (c) 0.5 Honorering: opgave 1 maximaal 1 punt opgave 2 maximaal 2 punten opgave 3 maximaal 3 punten opgave 4 maximaal 2 punten opgave 5 maximaal 2 punten 6