谈谈对BWT算法的理解

最近对分析流程里用的bwa和mutect2的原理感兴趣,打算稍微了解下。说起来本科时候也学过一些经典算法,印象最深刻的就是NW全局比对和SW局部比对了。当时老师是正好抽到我的代码作业,好像我是有个回溯没整出来,最后得个70分。就是工作后发现这东西压根用不上。(而且讲真,如果精于算法和统计的话,生统和算法工程师,待遇和发展上都比生信强。)总之业余选手一名,如有谬误还请指出。

BWT算法的作用,是使字符串中相同字母临近,便于后续压缩。
而平时用到最多的bwa-mem比对,其实是在逆向解码的过程。
首先,假定要处理序列为 ACAACG,将序列末尾补上$
即:ACAACG$
迭代将字符串的首字符,移到末尾,直到$到达首位。最终得到原始的矩阵如下(也有说将末尾字符移到首位的,这个其实不影响)。


image.png

现在,我们先不管原始矩阵排序的事,取出原始矩阵中的首列(F列)和尾列(L列),可以得出以下信息:
第一行:$后的字符为A,这个A是所在F列中的第一个A
第二行: A在字符C前,A是所在L列中的第一个A,C是所在F列中的第一个C
第三行:C在字符A前,C是所在L列中的第一个C,A是所在F列中的第二个A,
第四行:A在字符A前,一个A是所在L列中的第二个A,另一个A是所在F列中的第三个A
第五行:A在字符C前,A是所在L列中的第三个A,C是所在F列中第二个C
第六行:C在字符G前,C是所在L列中第二个C,G是所在F列中第一个G
第七行:G在字符$前,G是所在L列中第一个G

而显然F列与L列在删去$后完全相同,也就是说L列中的第n个A/T/C/G就是F列中的第n个A/T/C/G。
显然,根据这些信息,可以反推出原始序列为 ACAACG。

现在,我们将原始矩阵每行按字典排序


image.png

同理,当然也可以推出原始序列。
已知对每行来说,L列的字符都在F列的前面。则从F列的结尾字符$开始回溯(见下图绿框)。
得到 $ ->G->C->A->A->C->A->$,即ACAACG

image.png

只是这时候有一个我也不了解的问题,显然上述成立要求是——在字典排序后,L列中的第n个A/T/C/G就是F列中的第n个A/T/C/G,但这一论点,要如何证明成立?只能说,这可能是字典排序的特性?不确定的事我就不乱说了哎。

【生信常识】二代测序的比对算法浅析

BWT算法浅析-(一)

【20171026-基于BWT算法的比对软件原理解析(BWA & Bowtie & Bowtie2)】

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 217,657评论 6 505
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,889评论 3 394
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 164,057评论 0 354
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,509评论 1 293
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,562评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,443评论 1 302
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,251评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,129评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,561评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,779评论 3 335
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,902评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,621评论 5 345
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,220评论 3 328
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,838评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,971评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,025评论 2 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,843评论 2 354

推荐阅读更多精彩内容