zehramsa 1.0.2

Multiple Sequence Alignment via Dynamic Programming

Dil / Language: 🇹🇷 Türkçe · 🇬🇧 English

---

zehramsa — Çoklu Dizi Hizalama Kütüphanesi

zehramsa, Needleman-Wunsch dinamik programlama algoritması, Center Star Alignment ve k boyutlu saf DP yaklaşımını kullanarak birden fazla DNA dizisini hizalayan, saf Python ile yazılmış bir kütüphanedir. Harici bağımlılık gerektirmez; pip ile kurulabilir.

---

Teknolojiler

• Python 3.9+
• Needleman-Wunsch — global pairwise hizalama (dinamik programlama)
• Center Star Alignment — çoklu dizi birleştirme stratejisi
• k Boyutlu DP MSA — optimal Sum-of-Pairs garantili çoklu hizalama
• pyproject.toml — pip kurulum desteği

---

Özellikler

• İkili dizi hizalama (Needleman-Wunsch DP)
• 3+ dizi için Center Star tabanlı MSA
• 3+ dizi için k boyutlu saf DP tabanlı optimal MSA
• Özelleştirilebilir puanlama (match / mismatch / gap)
• Hizalama skoru ve kimlik yüzdesi hesaplama
• Tip ve girdi doğrulama ile açık hata mesajları

---

Kurulum

pip install zehramsa

---

Kullanım

Center Star ile hizalama

from zehramsa import align, SimpleScoring

result = align(["GATTACA", "GCATGCU", "GAGTACA"])
print(result)

result = align(["ACGT", "ACCT", "AGGT"], scoring=SimpleScoring(match=2.0, mismatch=-1.0, gap=-2.0))
print(result.center_sequence)

k Boyutlu DP ile optimal hizalama

from zehramsa import dp_align

result = dp_align(["GAT", "GCT", "GTT"])
print(result)

result = dp_align(["ACGT", "AGT", "ACT"], scoring=SimpleScoring(match=2.0, mismatch=-1.0, gap=-2.0))
print(result.score)

---

Algoritmalar

Fonksiyon	Yöntem	Karmaşıklık	Optimal
align()	Center Star + NW	O(k·n²)	❌ yaklaşık
dp_align()	k boyutlu DP	O(nᵏ·2ᵏ)	✅ garantili

---

Süreç

Proje, dinamik programlama ile çoklu dizi hizalamasının sıfırdan uygulanmasına odaklanır. Önce Needleman-Wunsch algoritması ayrı bir modül olarak kuruldu; ardından 3+ dizi için Center Star stratejisi entegre edildi. Son olarak k boyutlu saf DP tabanlı optimal MSA eklendi. Tüm çiftler için NW tek seferde çalıştırılıp cache'lenerek gereksiz hesaplama tekrarı engellendi.

---

---

zehramsa — Multiple Sequence Alignment Library

zehramsa is a pure Python library that aligns multiple DNA sequences using the Needleman-Wunsch dynamic programming algorithm, Center Star Alignment, and k-dimensional pure DP approach. No external dependencies required; installable via pip.

---

Technologies

• Python 3.9+
• Needleman-Wunsch — global pairwise alignment (dynamic programming)
• Center Star Alignment — multi-sequence merging strategy
• k-Dimensional DP MSA — optimal Sum-of-Pairs guaranteed alignment
• pyproject.toml — pip installation support

---

Features

• Pairwise sequence alignment (Needleman-Wunsch DP)
• MSA for 3+ sequences via Center Star approach
• MSA for 3+ sequences via k-dimensional pure DP (optimal)
• Customizable scoring (match / mismatch / gap)
• Alignment score and identity percentage calculation
• Type and input validation with clear error messages

---

Installation

pip install zehramsa

---

Usage

Align with Center Star

from zehramsa import align, SimpleScoring

result = align(["GATTACA", "GCATGCU", "GAGTACA"])
print(result)

result = align(["ACGT", "ACCT", "AGGT"], scoring=SimpleScoring(match=2.0, mismatch=-1.0, gap=-2.0))
print(result.center_sequence)

Align with k-dimensional DP (optimal)

from zehramsa import dp_align

result = dp_align(["GAT", "GCT", "GTT"])
print(result)

result = dp_align(["ACGT", "AGT", "ACT"], scoring=SimpleScoring(match=2.0, mismatch=-1.0, gap=-2.0))
print(result.score)

---

Algorithms

Function	Method	Complexity	Optimal
align()	Center Star + NW	O(k·n²)	❌ approximate
dp_align()	k-dimensional DP	O(nᵏ·2ᵏ)	✅ guaranteed

---

The Process

The project focuses on implementing multiple sequence alignment from scratch using dynamic programming. Needleman-Wunsch was built as a standalone module first; Center Star strategy was then integrated for 3+ sequences. Finally, k-dimensional pure DP based optimal MSA was added. All pairwise NW results are computed once and cached to eliminate redundant computation.