In genome rearrangements, the mutational event transposition swaps two adjacent blocks of genes in one chromosome. The Transposition Distance Problem (TDP) aims to find the minimum number of transpositions required to transform one chromosome into another, both represented as permutations. Setting the target permutation as the identity permutation, makes the TDP equivalent to the problem of Sorting by Transpositions. TDP is $\mathcal{NP}$-hard and the best approximation algorithm with a $1.375$ ratio was proposed in 2006 by Elias and Hartman. Their algorithm employs simplification, a technique used to transform an input permutation $\pi$ into a simple permutation $\hat{\pi}$, obtained by inserting new symbols into $\pi$ in a way that the lower bound of the transposition distance of $\pi$ is kept on $\hat{\pi}$. Besides a sequence of transpositions sorting $\hat{\pi}$ can be mimicked to sort $\pi$. The assumption is that handling with simple permutations is easier than with normal ones. In this work, we first show that the algorithm of Elias and Hartman may require one transposition above the intended approximation ratio of $1.375$, depending on how the input permutation is simplified. Then, using an algebraic formalism, we propose a new upper bound for the transposition distance. From this result, a new $1.375$-approximation algorithm is proposed to solve TDP skipping simplification and ensuring the approximation ratio of $1.375$ for all the permutations in the Symmetric Group $S_n$. Implementations of our algorithm and of Elias and Hartman were tested with short permutations of maximum length $12$. The results show that, in addition to keeping the approximation below the $1.375$ ratio, our algorithm returns a higher rate of exact distances.


翻译:在基因组重新排列中,突变事件变异事件转换将两个相邻的基因区块换成一个染色体。 变异远程问题( TDP) 旨在找到将一个染色体转换成另一个染色体所需的最起码的变异数目, 两者均以变异形式表示。 将目标变异设定为身份变异, 使 TDP 等同于通过变异配置进行排序的问题。 TDP 是 $\ mathcal{NP} 硬的, 最佳近似算法是2006年埃利亚斯和哈特曼提出的, 比率为1.375美元。 他们的算法使用简化, 将输入变异性变异性计算成一个简单的变异性计算 $\ pip$, 以将新变异性变异性计算成一个简单化的变异性 $ 。 在变异性变异种中, 我们的变异性变式变异性变变异性变异的算法是多少?

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