source: branches/stable/SL/TRANSLATE/Translate.cxx

Last change on this file was 18159, checked in by westram, 5 years ago
  • full update from child 'fix' into 'trunk'
    • fix item name accessors (GBT_get_name + GBT_get_name_or_description)
    • add null2empty
  • adds: log:branches/fix@18140:18158
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 9.1 KB
Line 
1// =============================================================== //
2//                                                                 //
3//   File      : Translate.cxx                                     //
4//   Purpose   : Nucleotide->AA translation                        //
5//                                                                 //
6//   Coded by Ralf Westram (coder@reallysoft.de) in June 2006      //
7//   Institute of Microbiology (Technical University Munich)       //
8//   http://www.arb-home.de/                                       //
9//                                                                 //
10// =============================================================== //
11
12#include "Translate.hxx"
13
14#include <AP_pro_a_nucs.hxx>
15#include <AP_codon_table.hxx>
16#include <arbdbt.h>
17#include <arb_global_defs.h>
18#include <cctype>
19
20#define tl_assert(cond) arb_assert(cond)
21
22GB_ERROR translate_saveInfo(GBDATA *gb_species, int arb_transl_table, int codon_start) {
23    int embl_transl_table = TTIT_arb2embl(arb_transl_table);
24
25    tl_assert(codon_start >= 0 && codon_start<3); // codon_start has to be 0..2
26    tl_assert(embl_transl_table >= 0);
27
28    GB_ERROR error    = GBT_write_string(gb_species, "transl_table", GBS_global_string("%i", embl_transl_table));
29    if (!error) error = GBT_write_string(gb_species, "codon_start",  GBS_global_string("%i", codon_start+1));
30
31    return error;
32}
33
34GB_ERROR translate_removeInfo(GBDATA *gb_species) {
35    GB_ERROR error = NULp;
36
37    GBDATA *gb_transl_table    = GB_entry(gb_species, "transl_table");
38    if (gb_transl_table) error = GB_delete(gb_transl_table);
39
40    if (!error) {
41        GBDATA *gb_codon_start    = GB_entry(gb_species, "codon_start");
42        if (gb_codon_start) error = GB_delete(gb_codon_start);
43    }
44
45    return error;
46}
47
48GB_ERROR translate_getInfo(GBDATA *gb_item, int& arb_transl_table, int& codon_start) {
49    // looks for sub-entries 'transl_table' and 'codon_start' of species (works for genes as well)
50    // if found -> test for validity and translate 'transl_table' from EMBL to ARB table number
51    //
52    // returns: an error in case of problems
53    //
54    // 'arb_transl_table' is set to -1 if not found, otherwise it contains the arb table number
55    // 'codon_start'      is set to -1 if not found, otherwise it contains the codon_start (0..2)
56
57    arb_transl_table = -1;          // not found yet
58    codon_start      = -1;          // not found yet
59
60    GB_ERROR  error           = NULp;
61    GBDATA   *gb_transl_table = GB_entry(gb_item, "transl_table");
62
63    if (gb_transl_table) {
64        int embl_table   = atoi(GB_read_char_pntr(gb_transl_table));
65        arb_transl_table = TTIT_embl2arb(embl_table);
66        if (arb_transl_table == -1) { // ill. table
67            error = GBS_global_string("Illegal (or unsupported) value (%i) in 'transl_table'", embl_table);
68        }
69    }
70
71    if (!error) {
72        GBDATA *gb_codon_start = GB_entry(gb_item, "codon_start");
73        if (gb_codon_start) {
74            int codon_start_value = atoi(GB_read_char_pntr(gb_codon_start));
75
76            if (codon_start_value<1 || codon_start_value>3) {
77                error = GBS_global_string("Illegal value (%i) in 'codon_start' (allowed: 1..3)", codon_start_value);
78            }
79            else {
80                codon_start = codon_start_value-1; // internal value is 0..2
81            }
82        }
83        else if (arb_transl_table != -1) {
84            // default to codon_start 1
85            error = GBT_write_string(gb_item, "codon_start", "1");
86            if (!error) codon_start = 0; // internal value is 0..2
87        }
88    }
89
90    if (!error && arb_transl_table != codon_start) {
91        if (arb_transl_table == -1) error = "Found 'codon_start', but 'transl_table' is missing";
92        else if (codon_start == -1) error = "Found 'transl_table', but 'codon_start' is missing";
93    }
94
95    if (error) { // append species name to error message
96        error = GBS_global_string("%s (item='%s')", error, GBT_get_name_or_description(gb_item));
97    }
98
99    return error;
100}
101
102inline void memcpy3(char *dest, const char *source) {
103    dest[0] = source[0];
104    dest[1] = source[1];
105    dest[2] = source[2];
106}
107
108int translate_nuc2aa(int arb_code_nr, char *data, size_t size, size_t pos, bool translate_all, bool create_start_codon, bool append_stop_codon, int *translatedSize) {
109    // if translate_all == true -> 'pos' > 1 produces a leading 'X' in protein data
110    //                             (otherwise nucleotides in front of the starting pos are simply ignored)
111    //
112    // if 'create_start_codon' is true and the first generated codon is a start codon of the used
113    //                                 code, a 'M' is inserted instead of the codon
114    // if 'append_stop_codon' is true, the stop codon is appended as '*'. This is only done, if the last
115    //                                 character not already is a stop codon. (Note: provide data with correct size)
116    //
117    // returns:
118    // - the translated protein sequence in 'data'
119    // - the length of the translated protein sequence in 'translatedSize' (if != 0)
120    // - number of stop-codons in translated sequence as result (incl. optional or appended stop-codons)
121
122    bool create_stop_codon = true; // could be a param; acts similar to 'create_start_codon', but for optional stop codons
123
124    arb_assert(pos <= 2);
125
126    for (char *p = data; *p;  p++) {
127        char c = *p;
128        if ((c>='a') && (c<='z')) c = c+'A'-'a';
129        if (c=='U') c = 'T';
130        *p = c;
131    }
132
133    char codonBuf[4];
134    codonBuf[3] = 0;
135
136    char *dest  = data;
137
138    if (pos && translate_all) {
139        for (char *p = data; p<data+pos; ++p) {
140            char c = *p;
141            if (!GAP::is_std_gap(c)) { // found a nucleotide
142                *dest++ = 'X';
143                break;
144            }
145        }
146    }
147
148    int    stops      = 0;
149    size_t i          = pos;
150    char   startCodon = 0;
151
152    AWT_translator translator(arb_code_nr);
153
154    if (create_start_codon) {
155        memcpy3(codonBuf, data+pos);
156        startCodon = translator.isStartCodon(codonBuf);
157    }
158
159    for (char *p = data+pos; i+2<size; p+=3, i+=3) {
160        memcpy3(codonBuf, p);
161
162        char aa = translator.codon2aa(codonBuf);
163        if (aa == '*') ++stops;
164        arb_assert(!islower(aa));
165
166        *(dest++) = aa;
167    }
168
169    if (dest>data) { // at least 1 amino written
170        if (create_start_codon && startCodon) {
171            arb_assert(startCodon == 'M');
172            data[0] = startCodon;
173        }
174
175        bool last_is_stop = dest[-1] == '*';
176        if (!last_is_stop) {
177            if (create_stop_codon && translator.isStopCodon(codonBuf)) { // correct optional stop-codon
178                arb_assert(translator.CodeNr()>=20); // appears first in table 20 (=EMBL 27)
179                dest[-1] = '*'; // use it (we are at EOS)
180                ++stops;
181            }
182            else if (append_stop_codon) {
183                *dest++ = '*';
184                ++stops;
185            }
186        }
187    }
188    dest[0] = 0;
189
190    if (translatedSize) *translatedSize = dest-data;
191
192    return stops;
193}
194
195// --------------------------------------------------------------------------------
196
197#ifdef UNIT_TESTS
198#ifndef TEST_UNIT_H
199#include <test_unit.h>
200#endif
201
202static arb_test::match_expectation translates_into(int arb_code_nr, const char *dna, const char *exp_transl, int exp_stops, int exp_size) {
203    using namespace arb_test;
204
205    size_t  dna_len = strlen(dna);
206    char   *data    = ARB_strduplen(dna, dna_len);
207
208    int size;
209    int stops = translate_nuc2aa(arb_code_nr, data, dna_len, 0, false, true, true, &size);
210    // test all 3 reading frames?
211
212    const char *translated = data;
213
214    expectation_group expected(that(translated).is_equal_to(exp_transl));
215    expected.add(that(stops).is_equal_to(exp_stops));
216    expected.add(that(size).is_equal_to(exp_size));
217
218    free(data);
219
220    return all().ofgroup(expected);
221}
222
223#define TEST_TRANSLATION(nr,dna,aa,stp,siz)         TEST_EXPECTATION(translates_into(nr,dna,aa,stp,siz))
224#define TEST_TRANSLATION__WANTED(nr,dna,aa,stp,siz) TEST_EXPECTATION__WANTED(translates_into(nr,dna,aa,stp,siz))
225#define e2a(ec)                                     TTIT_embl2arb(ec)
226
227void TEST_translate() {
228    TEST_TRANSLATION(e2a(1), "TTYTCN", "FS*", 1, 3); // stop-codon appended (dna does not end with stop)
229
230    // test optional start-codons:
231    TEST_TRANSLATION(e2a(2), "ATCATCTTTTAR", "MIF*", 1, 4); // only std nucs
232    TEST_TRANSLATION(e2a(2), "ATYATYTTTTAR", "MIF*", 1, 4); // containing IUPAC-nucs
233    TEST_TRANSLATION(e2a(2), "ATAATATARTAR", "MM**", 2, 4); // ATA->M (always, i.e. non-optional)
234
235    // test optional stop-codons:
236    TEST_TRANSLATION(e2a(27), "TGATGA", "W*", 1, 2); // only std nucs
237    TEST_TRANSLATION(e2a(28), "TGATGA", "W*", 1, 2);
238    TEST_TRANSLATION(e2a(28), "TAGTAG", "Q*", 1, 2);
239    TEST_TRANSLATION(e2a(28), "TAATAA", "Q*", 1, 2);
240    TEST_TRANSLATION(e2a(28), "TARTAR", "Q*", 1, 2); // containing IUPAC-nucs
241
242    TEST_TRANSLATION(e2a(31), "TAGTAG", "E*", 1, 2); // only std nucs
243    TEST_TRANSLATION(e2a(31), "TAATAA", "E*", 1, 2);
244    TEST_TRANSLATION(e2a(31), "TARTAR", "E*", 1, 2); // containing IUPAC-nucs
245}
246
247#endif // UNIT_TESTS
248
249// --------------------------------------------------------------------------------
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.