src/jalview/datamodel/SequenceI.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
   3  * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
   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
  10  * of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
  14  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  15  * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
  20  */
  21 package jalview.datamodel;
  22
  23 import jalview.datamodel.Sequence.DBModList;
  24 import jalview.datamodel.features.SequenceFeaturesI;
  25 import jalview.util.MapList;
  26 import jalview.ws.params.InvalidArgumentException;
  27
  28 import java.util.BitSet;
  29 import java.util.Iterator;
  30 import java.util.List;
  31 import java.util.Vector;
  32
  33 import fr.orsay.lri.varna.models.rna.RNA;
  34
  35 /**
  36  * Methods for manipulating a sequence, its metadata and related annotation in
  37  * an alignment or dataset.
  38  *
  39  * @author $author$
  40  * @version $Revision$
  41  */
  42 public interface SequenceI extends ASequenceI
  43 {
  44   /**
  45    * Set the display name for the sequence
  46    *
  47    * @param name
  48    */
  49   public void setName(String name);
  50
  51   public HiddenMarkovModel getHMM();
  52
  53   public void setHMM(HiddenMarkovModel hmm);
  54
  55   /**
  56    * Get the display name
  57    */
  58   public String getName();
  59
  60   /**
  61    * Set start position of first non-gapped symbol in sequence
  62    *
  63    * @param start
  64    *          new start position
  65    */
  66   public void setStart(int start);
  67
  68   /**
  69    * get start position of first non-gapped residue in sequence
  70    *
  71    * @return
  72    */
  73   public int getStart();
  74
  75   /**
  76    * get the displayed id of the sequence
  77    *
  78    * @return true means the id will be returned in the form
  79    *         DisplayName/Start-End
  80    */
  81   public String getDisplayId(boolean jvsuffix);
  82
  83   /**
  84    * set end position for last residue in sequence
  85    *
  86    * @param end
  87    */
  88   public void setEnd(int end);
  89
  90   /**
  91    * get end position for last residue in sequence getEnd()>getStart() unless
  92    * sequence only consists of gap characters
  93    *
  94    * @return
  95    */
  96   public int getEnd();
  97
  98   /**
  99    * @return length of sequence including gaps
 100    *
 101    */
 102   public int getLength();
 103
 104   /**
 105    * Replace the sequence with the given string
 106    *
 107    * @param sequence
 108    *          new sequence string
 109    */
 110   public void setSequence(String sequence);
 111
 112   /**
 113    * @return sequence as string
 114    */
 115   public String getSequenceAsString();
 116
 117   /**
 118    * get a range on the sequence as a string
 119    *
 120    * @param start
 121    *          (inclusive) position relative to start of sequence including gaps
 122    *          (from 0)
 123    * @param end
 124    *          (exclusive) position relative to start of sequence including gaps
 125    *          (from 0)
 126    *
 127    * @return String containing all gap and symbols in specified range
 128    */
 129   public String getSequenceAsString(int start, int end);
 130
 131   /**
 132    * Answers a copy of the sequence as a character array
 133    *
 134    * @return
 135    */
 136   public char[] getSequence();
 137
 138   /**
 139    * get stretch of sequence characters in an array
 140    *
 141    * @param start
 142    *          absolute index into getSequence()
 143    * @param end
 144    *          exclusive index of last position in segment to be returned.
 145    *
 146    * @return char[max(0,end-start)];
 147    */
 148   public char[] getSequence(int start, int end);
 149
 150   /**
 151    * create a new sequence object with a subsequence of this one but sharing the
 152    * same dataset sequence
 153    *
 154    * @param start
 155    *          int index for start position (base 0, inclusive)
 156    * @param end
 157    *          int index for end position (base 0, exclusive)
 158    *
 159    * @return SequenceI
 160    * @note implementations may use getSequence to get the sequence data
 161    */
 162   public SequenceI getSubSequence(int start, int end);
 163
 164   /**
 165    * get the i'th character in this sequence's local reference frame (ie from
 166    * 0-number of characters lying from start-end)
 167    *
 168    * @param i
 169    *          index
 170    * @return character or ' '
 171    */
 172   public char getCharAt(int i);
 173
 174   /**
 175    * DOCUMENT ME!
 176    *
 177    * @param desc
 178    *          DOCUMENT ME!
 179    */
 180   public void setDescription(String desc);
 181
 182   /**
 183    * DOCUMENT ME!
 184    *
 185    * @return DOCUMENT ME!
 186    */
 187   public String getDescription();
 188
 189   /**
 190    * Return the alignment column (from 1..) for a sequence position
 191    *
 192    * @param pos
 193    *          lying from start to end
 194    *
 195    * @return aligned column for residue (0 if residue is upstream from
 196    *         alignment, -1 if residue is downstream from alignment) note.
 197    *         Sequence object returns sequence.getEnd() for positions upstream
 198    *         currently. TODO: change sequence for
 199    *         assert(findIndex(seq.getEnd()+1)==-1) and fix incremental bugs
 200    *
 201    */
 202   public int findIndex(int pos);
 203
 204   /**
 205    * Returns the sequence position for an alignment (column) position. If at a
 206    * gap, returns the position of the next residue to the right. If beyond the
 207    * end of the sequence, returns 1 more than the last residue position.
 208    *
 209    * @param i
 210    *          column index in alignment (from 0..<length)
 211    *
 212    * @return
 213    */
 214   public int findPosition(int i);
 215
 216   /**
 217    * Returns the sequence positions for first and last residues lying within the
 218    * given column positions [fromColum,toColumn] (where columns are numbered
 219    * from 1), or null if no residues are included in the range
 220    *
 221    * @param fromColum
 222    *          - first column base 1. (0 and negative positions are rounded up)
 223    * @param toColumn
 224    *          - last column, base 1
 225    * @return null if fromColum>toColumn
 226    */
 227   public ContiguousI findPositions(int fromColum, int toColumn);
 228
 229   /**
 230    * Returns an int array where indices correspond to each residue in the
 231    * sequence and the element value gives its position in the alignment
 232    *
 233    * @return int[SequenceI.getEnd()-SequenceI.getStart()+1] or null if no
 234    *         residues in SequenceI object
 235    */
 236   public int[] gapMap();
 237
 238   /**
 239    * Build a bitset corresponding to sequence gaps
 240    *
 241    * @return a BitSet where set values correspond to gaps in the sequence
 242    */
 243   public BitSet gapBitset();
 244
 245   /**
 246    * Returns an int array where indices correspond to each position in sequence
 247    * char array and the element value gives the result of findPosition for that
 248    * index in the sequence.
 249    *
 250    * @return int[SequenceI.getLength()]
 251    */
 252   public int[] findPositionMap();
 253
 254   /**
 255    * Answers true if the sequence is composed of amino acid characters. Note
 256    * that implementations may use heuristic methods which are not guaranteed to
 257    * give the biologically 'right' answer.
 258    *
 259    * @return
 260    */
 261   public boolean isProtein();
 262
 263   /**
 264    * Delete a range of aligned sequence columns, creating a new dataset sequence
 265    * if necessary and adjusting start and end positions accordingly.
 266    *
 267    * @param i
 268    *          first column in range to delete (inclusive)
 269    * @param j
 270    *          last column in range to delete (exclusive)
 271    */
 272   public void deleteChars(int i, int j);
 273
 274   /**
 275    * DOCUMENT ME!
 276    *
 277    * @param i
 278    *          alignment column number
 279    * @param c
 280    *          character to insert
 281    */
 282   public void insertCharAt(int i, char c);
 283
 284   /**
 285    * insert given character at alignment column position
 286    *
 287    * @param position
 288    *          alignment column number
 289    * @param count
 290    *          length of insert
 291    * @param ch
 292    *          character to insert
 293    */
 294   public void insertCharAt(int position, int count, char ch);
 295
 296   /**
 297    * Answers a list of all sequence features associated with this sequence. The
 298    * list may be held by the sequence's dataset sequence if that is defined.
 299    *
 300    * @return
 301    */
 302   public List<SequenceFeature> getSequenceFeatures();
 303
 304   /**
 305    * Answers the object holding features for the sequence
 306    *
 307    * @return
 308    */
 309   SequenceFeaturesI getFeatures();
 310
 311   /**
 312    * Replaces the sequence features associated with this sequence with the given
 313    * features. If this sequence has a dataset sequence, then this method will
 314    * update the dataset sequence's features instead.
 315    *
 316    * @param features
 317    */
 318   public void setSequenceFeatures(List<SequenceFeature> features);
 319
 320   /**
 321    * DOCUMENT ME!
 322    *
 323    * @param id
 324    *          DOCUMENT ME!
 325    */
 326   public void setPDBId(Vector<PDBEntry> ids);
 327
 328   /**
 329    * Returns a list
 330    *
 331    * @return DOCUMENT ME!
 332    */
 333   public Vector<PDBEntry> getAllPDBEntries();
 334
 335   /**
 336    * Adds the entry to the *normalised* list of PDBIds.
 337    *
 338    * If a PDBEntry is passed with the same entry.getID() string as one already
 339    * in the list, or one is added that appears to be the same but has a chain ID
 340    * appended, then the existing PDBEntry will be updated with the new
 341    * attributes instead, unless the entries have distinct chain codes or
 342    * associated structure files.
 343    *
 344    * @param entry
 345    * @return true if the entry was added, false if updated
 346    */
 347   public boolean addPDBId(PDBEntry entry);
 348
 349   /**
 350    * update the list of PDBEntrys to include any DBRefEntrys citing structural
 351    * databases
 352    *
 353    * @return true if PDBEntry list was modified
 354    */
 355   public boolean updatePDBIds();
 356
 357   public String getVamsasId();
 358
 359   public void setVamsasId(String id);
 360
 361   /**
 362    * set the array of Database references for the sequence.
 363    *
 364    * BH 2019.02.04 changes param to DBModlist
 365    *
 366    * @param dbs
 367    * @deprecated - use is discouraged since side-effects may occur if DBRefEntry
 368    *             set are not normalised.
 369    * @throws InvalidArgumentException if the is not one created by Sequence itself
 370    */
 371   @Deprecated
 372   public void setDBRefs(DBModList<DBRefEntry> dbs);
 373
 374   public DBModList<DBRefEntry> getDBRefs();
 375
 376   /**
 377    * add the given entry to the list of DBRefs for this sequence, or replace a
 378    * similar one if entry contains a map object and the existing one doesnt.
 379    *
 380    * @param entry
 381    */
 382   public void addDBRef(DBRefEntry entry);
 383
 384   /**
 385    * Adds the given sequence feature and returns true, or returns false if it is
 386    * already present on the sequence, or if the feature type is null.
 387    *
 388    * @param sf
 389    * @return
 390    */
 391   public boolean addSequenceFeature(SequenceFeature sf);
 392
 393   public void deleteFeature(SequenceFeature sf);
 394
 395   public void setDatasetSequence(SequenceI seq);
 396
 397   public SequenceI getDatasetSequence();
 398
 399   /**
 400    * Returns a new array containing this sequence's annotations, or null.
 401    */
 402   public AlignmentAnnotation[] getAnnotation();
 403
 404   /**
 405    * Returns true if this sequence has the given annotation (by object
 406    * identity).
 407    */
 408   public boolean hasAnnotation(AlignmentAnnotation ann);
 409
 410   /**
 411    * Add the given annotation, if not already added, and set its sequence ref to
 412    * be this sequence. Does nothing if this sequence's annotations already
 413    * include this annotation (by identical object reference).
 414    */
 415   public void addAlignmentAnnotation(AlignmentAnnotation annotation);
 416
 417   public void removeAlignmentAnnotation(AlignmentAnnotation annotation);
 418
 419   /**
 420    * Derive a sequence (using this one's dataset or as the dataset)
 421    *
 422    * @return duplicate sequence with valid dataset sequence
 423    */
 424   public SequenceI deriveSequence();
 425
 426   /**
 427    * set the array of associated AlignmentAnnotation for this sequenceI
 428    *
 429    * @param revealed
 430    */
 431   public void setAlignmentAnnotation(AlignmentAnnotation[] annotation);
 432
 433   /**
 434    * Get one or more alignment annotations with a particular label.
 435    *
 436    * @param label
 437    *          string which each returned annotation must have as a label.
 438    * @return null or array of annotations.
 439    */
 440   public AlignmentAnnotation[] getAnnotation(String label);
 441
 442   /**
 443    * Returns a (possibly empty) list of any annotations that match on given
 444    * calcId (source) and label (type). Null values do not match.
 445    *
 446    * @param calcId
 447    * @param label
 448    */
 449   public List<AlignmentAnnotation> getAlignmentAnnotations(String calcId,
 450           String label);
 451
 452   /**
 453    * Returns a (possibly empty) list of any annotations that match on given
 454    * calcId (source), label (type) and description (observation instance).
 455    * Null values do not match.
 456    *
 457    * @param calcId
 458    * @param label
 459    * @param description
 460    */
 461   public List<AlignmentAnnotation> getAlignmentAnnotations(String calcId,
 462           String label, String description);
 463   /**
 464    * create a new dataset sequence (if necessary) for this sequence and sets
 465    * this sequence to refer to it. This call will move any features or
 466    * references on the sequence onto the dataset. It will also make a duplicate
 467    * of existing annotation rows for the dataset sequence, rather than relocate
 468    * them in order to preserve external references (since 2.8.2).
 469    *
 470    * @return dataset sequence for this sequence
 471    */
 472   public SequenceI createDatasetSequence();
 473
 474   /**
 475    * Transfer any database references or annotation from entry under a sequence
 476    * mapping. <br/>
 477    * <strong>Note: DOES NOT transfer sequence associated alignment annotation
 478    * </strong><br/>
 479    *
 480    * @param entry
 481    * @param mp
 482    *          null or mapping from entry's numbering to local start/end
 483    */
 484   public void transferAnnotation(SequenceI entry, Mapping mp);
 485
 486   /**
 487    * @return The RNA of the sequence in the alignment
 488    */
 489
 490   public RNA getRNA();
 491
 492   /**
 493    * @param rna
 494    *          The RNA.
 495    */
 496   public void setRNA(RNA rna);
 497
 498   /**
 499    *
 500    * @return list of insertions (gap characters) in sequence
 501    */
 502   public List<int[]> getInsertions();
 503
 504   /**
 505    * Given a pdbId String, return the equivalent PDBEntry if available in the
 506    * given sequence
 507    *
 508    * @param pdbId
 509    * @return
 510    */
 511   public PDBEntry getPDBEntry(String pdbId);
 512
 513   /**
 514    * Get all primary database/accessions for this sequence's data. These
 515    * DBRefEntry are expected to resolve to a valid record in the associated
 516    * external database, either directly or via a provided 1:1 Mapping.
 517    *
 518    * @return just the primary references (if any) for this sequence, or an empty
 519    *         list
 520    */
 521   public List<DBRefEntry> getPrimaryDBRefs();
 522
 523   /**
 524    * Answers true if the sequence has annotation for Hidden Markov Model
 525    * information content, else false
 526    */
 527   boolean hasHMMAnnotation();
 528
 529   /**
 530    * Returns a (possibly empty) list of sequence features that overlap the given
 531    * alignment column range, optionally restricted to one or more specified
 532    * feature types. If the range is all gaps, then features which enclose it are
 533    * included (but not contact features).
 534    *
 535    * @param fromCol
 536    *          start column of range inclusive (1..)
 537    * @param toCol
 538    *          end column of range inclusive (1..)
 539    * @param types
 540    *          optional feature types to restrict results to
 541    * @return
 542    */
 543   List<SequenceFeature> findFeatures(int fromCol, int toCol, String... types);
 544
 545   /**
 546    * Method to call to indicate that the sequence (characters or alignment/gaps)
 547    * has been modified. Provided to allow any cursors on residue/column
 548    * positions to be invalidated.
 549    */
 550   void sequenceChanged();
 551
 552   /**
 553    *
 554    * @return BitSet corresponding to index [0,length) where Comparison.isGap()
 555    *         returns true.
 556    */
 557   BitSet getInsertionsAsBits();
 558
 559   /**
 560    * Replaces every occurrence of c1 in the sequence with c2 and returns the
 561    * number of characters changed
 562    *
 563    * @param c1
 564    * @param c2
 565    */
 566   int replace(char c1, char c2);
 567
 568   /**
 569    * Answers the GeneLociI, or null if not known
 570    *
 571    * @return
 572    */
 573   GeneLociI getGeneLoci();
 574
 575   /**
 576    * Sets the mapping to gene loci for the sequence
 577    *
 578    * @param speciesId
 579    * @param assemblyId
 580    * @param chromosomeId
 581    * @param map
 582    */
 583   void setGeneLoci(String speciesId, String assemblyId,
 584           String chromosomeId, MapList map);
 585
 586
 587   /**
 588    * Returns the sequence string constructed from the substrings of a sequence
 589    * defined by the int[] ranges provided by an iterator. E.g. the iterator
 590    * could iterate over all visible regions of the alignment
 591    *
 592    * @param it
 593    *          the iterator to use
 594    * @return a String corresponding to the sequence
 595    */
 596   String getSequenceStringFromIterator(Iterator<int[]> it);
 597
 598   /**
 599    * Locate the first position in this sequence which is not contained in an
 600    * iterator region. If no such position exists, return 0
 601    *
 602    * @param it
 603    *          iterator over regions
 604    * @return first residue not contained in regions
 605    */
 606
 607   public int firstResidueOutsideIterator(Iterator<int[]> it);
 608
 609
 610   /**
 611    * Answers true if this sequence has an associated Hidden Markov Model
 612    *
 613    * @return
 614    */
 615   boolean hasHMMProfile();
 616 }
 617