SP10074 GENETIC2 - Genetics

最近在新墨西哥州的一个陨石坑附近发现了一群外星细菌。Poucher 博士领导的 ICPC 生物实验室研究团队致力于探究这些外星 DNA 的结构。我们在这里简要介绍他们的发现。 这些外星 DNA 分子呈现为环形的序列，每个序列由核苷酸构成。共有 26 种不同类型的核苷酸，每种核苷酸可以有两种不同的面。在任何特定的外星 DNA 分子中，每个核苷酸要么完全不出现，要么正好出现两次（因此，DNA 分子的长度为 2 到 52 之间的偶数）。如果出现两次，每次的面可以是任意的两种。外星细菌具有两种末端，分别称为「臂」和「腿」。Poucher 博士的团队通过观察 DNA 结构，找到了一种确定细菌臂和腿数量的方法。 我们用字母表示每个核苷酸，如 a, A, … z, Z，其中小写和大写分别代表核苷酸的两种面；也可以用 a/A, b/B, … z/Z 表示任意面的一种。 为确定末端数量，Poucher 博士首先将臂和腿的计数器初始化为零，然后通过一系列手术将一个 DNA 序列转化为另一个。每次转换后，根据手术类型可能需要增加计数器。到达空序列（记作 ∅）时，即可得出原始分子的末端数量。具体的手术有： 1. 消除连续、相反面的核苷酸。臂和腿的数量不变。例如：aBbCaC 消除 Bb 得到 aCaC；DeHhEd 消除 dD 得到 eHhE。注意，DNA 结构为环形，因此字符串的首尾字母是相连的。 2. 消除连续、同一面的核苷酸，并将臂的数量增加 1。例如：BBcgCg 消除 BB 得到 cgCg；xabyyaBX 消除 yy 得到 xabaBX。 3. 消除由两种不同核苷酸交替且异面出现的四个核苷酸序列，并将腿的数量增加 1。例如：dcDCefFe 消除 dcDC 得到 efFe；cmNMnC 消除 mNMn 得到 cC。 4. 剪切和粘贴，这是一种复杂的操作。首先，选择一个核苷酸 a/A，并将 DNA 序列切成两段，使该核苷酸各出现一次。如果两次出现面相同，反转其中一条链并反转其核苷酸的面。假设链 S，S' 为它的“反转”链。 接下来，将 a 前的子序列与 A 后的子序列连接，以及将 a 后的子序列与 A 前的子序列连接。 最后，添加两个新的 a/A 核苷酸形成环，面相同或不同根据原对面决定。 例如，选中核苷酸 a/A，形式为 S1aS2S3aS4（或 S1AS2S3AS4）的序列将变为 S2aS1S3aS4（或 S2AS1S3AS4）。若 a/A 异面，形式 S1aS2S3AS4 变为 S2aS1S4AS3。S1, S2, S3, S4 是任意子链（可为空）。两种情况中，环形链切为 S1(a/A)S2 和 S3(a/A)S4。 比如：对序列 BacDcAbD，得到链 BacDc 和 AbD。在 a/A 处合并，生成 cDca'BbDA'，a' 和 A' 表示新核苷酸。此处，S1 = B, S2 = cDc, S3 = ∅, S4 = bD。 另一个例子，序列 BacDcAbD，切得链 DBac 和 DcAb；粘贴核苷酸 c/C 时需反转一链，如 BaCd，生成 cDBadcBa。此处，S1 = DBa, S2 = ∅, S3 = D, S4 = Ab。 **本翻译由 AI 自动生成**

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