Een enkel-nucleotide polymorfisme (engels: single nucleotide polymorphism; afgekorting: SNP; uitspraak: snip) is een variatie in het DNA — een polymorfisme — die zich manifesteert wanneer één enkele nucleotide (A, C, G of T) in het genoom verschilt tussen individuen van dezelfde biologische soort. De twee DNA fragmenten AAGCCTA en AAGCTTA van verschillende individuen hebben bijvoorbeeld een andere nucleotide op de vijfde positie. We zeggen in dit geval dat er twee verschillende allelen zijn.

Deze genetische variaties zorgen ervoor dat verschillende individuen meer of minder vatbaar zijn voor bepaalde ziekten. De ernst van de ziekte en de manier waarop ons lichaam reageert op behandelingen worden ook bepaald door genetische varianties. Zo wordt de mutatie van één enkele nucleotide in het Apolipoprotein E¹ gen bijvoorbeeld geassocieerd met een verhoogd risico op de ziekte van Alzheimer.

Opgave

In deze opgave worden DNA sequenties voorgesteld als strings die enkel bestaan uit de hoofdletters A, C, G en T, die de verschillende nucleotiden voorstellen. Gevraagd wordt:

• Schrijf een functie SNP waaraan twee DNA sequenties als argument moeten doorgegeven worden. Indien de twee sequenties even lang zijn, en slechts op één positie een verschillende nucleotide hebben, moet de functie een tuple teruggeven waarvan het eerste element de positie aangeeft waarop de twee sequenties van elkaar verschillen (posities worden geïndexeerd vanaf nul), en het tweede en derde element respectievelijk de nucleotiden aangeven die op die positie voorkomen in de eerste en tweede sequentie. Anders moet de functie de waarde None teruggeven.

• SNPs worden doorgaans gevonden door het genoom (of een lang fragment ervan) van een individu te screenen op basis van een read (een korter DNA fragment) van een ander individu. Men zegt dan dat er een SNP voorkomt wanneer op een bepaalde positie in het genoom alle overeenkomstige nucleotiden van de read teruggevonden worden, behalve op één enkele positie. Deze afwijkende positie geeft dan de positie van de SNP aan. Uiteraard is het mogelijk dat er op deze manier voor één enkele read verschillende SNPs gevonden worden in het genoom, zoals aangegeven in onderstaand voorbeeld.

  
  Gebruik de functie SNP om een functie SNPs te schrijven, waaraan de DNA sequentie van een genoom en een read moeten doorgegeven worden. De functie moet een lijst teruggeven met de posities van alle SNPs die in het genoom gevonden worden. De posities moeten in stijgende volgorde voorkomen in de lijst, en posities worden geïndexeerd vanaf 0 ten opzichte van de start van het genoom.

Voorbeeld

>>> SNP('AAGCCTA', 'AAGCTTA')
(4, 'C', 'T')
>>> SNP('AAGCCTAA', 'AAGCTTA')
>>> SNP('AAGCTTA', 'AAGCTTA')
>>> SNP('AAGCCCA', 'AAGCTTA')

>>> SNPs('AGCTGATAAGCCTAAGCGCT', 'AAGCTTA')
[11]
>>> SNPs('ATCGTAAGCCTAAGGCTACGCTTAGAGATA', 'AAGCTTA')
[9, 18]
>>> SNPs('AAGCCTAAGCCTA', 'AAGCTTA')
[4, 10]