src/jalview/analysis/Rna.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Version 2.7)
   3  * Copyright (C) 2011 J Procter, AM Waterhouse, J Engelhardt, LM Lui, G Barton, M Clamp, S Searle
   4  *
   5  * This file is part of Jalview.
   6  *
   7  * Jalview is free software: you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  * as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but
  12  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
  13  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  14  * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17  */
  18
  19 /* Author: Lauren Michelle Lui
  20  * Methods are based on RALEE methods http://personalpages.manchester.ac.uk/staff/sam.griffiths-jones/software/ralee/
  21  * */
  22
  23 package jalview.analysis;
  24
  25 import java.util.ArrayList;
  26 import java.util.Hashtable;
  27 import java.util.Stack;
  28 import java.util.Vector;
  29
  30 import jalview.datamodel.SequenceFeature;
  31
  32 public class Rna
  33 {
  34         static Hashtable<Integer, Integer> pairHash = new Hashtable();
  35   /**
  36    * Based off of RALEE code ralee-get-base-pairs. Keeps track of open bracket
  37    * positions in "stack" vector. When a close bracket is reached, pair this
  38    * with the last element in the "stack" vector and store in "pairs" vector.
  39    * Remove last element in the "stack" vector. Continue in this manner until
  40    * the whole string is processed.
  41    *
  42    * @param line
  43    *          Secondary structure line of an RNA Stockholm file
  44    * @return Array of SequenceFeature; type = RNA helix, begin is open base
  45    *         pair, end is close base pair
  46    */
  47   public static SequenceFeature[] GetBasePairs(CharSequence line) throws WUSSParseException
  48   {
  49     Stack stack = new Stack();
  50     Vector pairs = new Vector();
  51
  52     int i = 0;
  53     while (i < line.length())
  54     {
  55       char base = line.charAt(i);
  56
  57       if ((base == '<') || (base == '(') || (base == '{') || (base == '['))
  58       {
  59         stack.push(i);
  60       }
  61       else if ((base == '>') || (base == ')') || (base == '}')
  62               || (base == ']'))
  63       {
  64
  65         if (stack.isEmpty())
  66         {
  67           // error whilst parsing i'th position. pass back
  68           throw new WUSSParseException("Mismatched closing bracket", i);
  69         }
  70         Object temp = stack.pop();
  71         pairs.addElement(temp);
  72         pairs.addElement(i);
  73       }
  74
  75       i++;
  76     }
  77
  78     int numpairs = pairs.size() / 2;
  79     SequenceFeature[] outPairs = new SequenceFeature[numpairs];
  80
  81     // Convert pairs to array
  82     for (int p = 0; p < pairs.size(); p += 2)
  83     {
  84       int begin = Integer.parseInt(pairs.elementAt(p).toString());
  85       int end = Integer.parseInt(pairs.elementAt(p + 1).toString());
  86
  87        outPairs[p / 2] = new SequenceFeature("RNA helix", "", "", begin,
  88               end, "");
  89        //pairHash.put(begin, end);
  90
  91     }
  92
  93     return outPairs;
  94   }
  95
  96
  97   /**
  98    * Function to get the end position corresponding to a given start position
  99    * @param indice - start position of a base pair
 100    * @return - end position of a base pair
 101    */
 102   /*makes no sense at the moment :(
 103   public int findEnd(int indice){
 104           //TODO: Probably extend this to find the start to a given end?
 105           //could be done by putting everything twice to the hash
 106           ArrayList<Integer> pair = new ArrayList<Integer>();
 107           return pairHash.get(indice);
 108   }*/
 109
 110
 111   /**
 112    * Figures out which helix each position belongs to and stores the helix
 113    * number in the 'featureGroup' member of a SequenceFeature Based off of RALEE
 114    * code ralee-helix-map.
 115    *
 116    * @param pairs
 117    *          Array of SequenceFeature (output from Rna.GetBasePairs)
 118    */
 119   public static void HelixMap(SequenceFeature[] pairs)
 120   {
 121
 122     int helix = 0; // Number of helices/current helix
 123     int lastopen = 0; // Position of last open bracket reviewed
 124     int lastclose = 9999999; // Position of last close bracket reviewed
 125     int i = pairs.length; // Number of pairs
 126
 127     int open; // Position of an open bracket under review
 128     int close; // Position of a close bracket under review
 129     int j; // Counter
 130
 131     Hashtable helices = new Hashtable(); // Keep track of helix number for each
 132                                          // position
 133
 134     // Go through each base pair and assign positions a helix
 135     for (i = 0; i < pairs.length; i++)
 136     {
 137
 138       open = pairs[i].getBegin();
 139       close = pairs[i].getEnd();
 140
 141       // System.out.println("open " + open + " close " + close);
 142       // System.out.println("lastclose " + lastclose + " lastopen " + lastopen);
 143
 144       // we're moving from right to left based on closing pair
 145       /*
 146        * catch things like <<..>>..<<..>> |
 147        */
 148       if (open > lastclose)
 149       {
 150         helix++;
 151       }
 152
 153       /*
 154        * catch things like <<..<<..>>..<<..>>>> |
 155        */
 156       j = pairs.length - 1;
 157       while (j >= 0)
 158       {
 159         int popen = pairs[j].getBegin();
 160
 161         // System.out.println("j " + j + " popen " + popen + " lastopen "
 162         // +lastopen + " open " + open);
 163         if ((popen < lastopen) && (popen > open))
 164         {
 165           if (helices.containsValue(popen)
 166                   && (((Integer) helices.get(popen)) == helix))
 167           {
 168             continue;
 169           }
 170           else
 171           {
 172             helix++;
 173             break;
 174           }
 175         }
 176
 177         j -= 1;
 178       }
 179
 180       // Put positions and helix information into the hashtable
 181       helices.put(open, helix);
 182       helices.put(close, helix);
 183
 184       // Record helix as featuregroup
 185       pairs[i].setFeatureGroup(Integer.toString(helix));
 186
 187       lastopen = open;
 188       lastclose = close;
 189
 190     }
 191   }
 192 }
 193