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. The TDP can be reduced to the problem of Sorting by Transpositions (SBT). SBT is $\mathcal{NP}$-hard and the best approximation algorithm with a $1.375$ ratio was proposed by Elias and Hartman. Their algorithm employs simplification, a technique used to transform an input permutation $\pi$ into a simple permutation $\hat{\pi}$, presumably easier to handle with. The permutation $\hat{\pi}$ is obtained by inserting new symbols into $\pi$ in a way that the lower bound of the transposition distance of $\pi$ is kept on $\hat{\pi}$. The simplification is guaranteed to keep the lower bound, not the transposition distance. In this paper, we first show that the algorithm of Elias and Hartman (EH algorithm) may require one extra transposition above the approximation ratio of $1.375$, depending on how the input permutation is simplified. Next, using an algebraic approach, we propose a new upper bound for the transposition distance and a new $1.375$-approximation algorithm to solve SBT skipping simplification and ensuring the approximation ratio of $1.375$ for all $S_n$. We implemented our algorithm and EH's. Regarding the implementation of the EH algorithm, two issues needed to be fixed. We tested both algorithms against all permutations of size $n$, $2\leq n \leq 12$. The results show that the EH algorithm exceeds the approximation ratio of $1.375$ for permutations with a size greater than $7$. Finally, we investigate the performance of both implementations on longer permutations of maximum length $500$.


翻译:在基因组重组中,突变事件变异变异变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) 的目的是找到将一个染色体转换成另一个染色体所需的最起码变异数, 两者均以变异形式表示。 TDP可以降低为通过变异变异( SBT) 排序问题。 SBT 美元是 $\ mathcal{NP} 硬值, 最佳近似算法由埃利亚斯和哈特曼提出, 比例为1.375美元。 他们的算法使用简化, 将一个输入的变异化 美元转换成简单的变异性( $hhat_pi), 估计更容易处理。 将新变异异性变的变异性变异性( 美元) 以美元变异变异性计算, 我们的变异性算法将比新变异性变异的变异性算法 。 我们的变异性算算法将比新变异性变异性变异性变的变异性变异性变异性算法要多一个 。

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