Table des matières

6. Codes Circulaires

Définitions

code

un ensemble X de A+ est un code sur A si pour chaque x1,…,xn, x'1,…,x'm ∈ X, n,m ≥ 1, la condition x1,…,xn = x'1,…,x'm implique que n=m et xi=x'i pour i=1,…,n.

Exercice

L'ensemble A34 est-il un code?

Oui :

Définition

code trinucléotide comma-free

un code trinucléotide X ∈ A34 est comma-free (ou sans ponctuation) si pour chaque y ∈ X et u, v ∈ A*4 tels que uyv = x1,…,xn avec x1,…,xn ∈ X, n ≥ 1, alors u, v ∈ X*.

Exercice

L'ensemble A34 est-il un code comma-free?

Définition

code trinucléotide circulaire

un code trinucléotide ∈ A34 est circulaire si pour chaque x1,…,xn, x'1,…,x'm ∈ X, n,m ≥ 1, p ∈ A*4, s ∈ A+4, les conditions s x2,…,xnp = x'1,…,x'm et x1 = ps impliquent n=m, p=ε, et xi=x'i pour i=1,…,n.

Exercice

Donner une représentation graphique de cette définition. Tout mot construit avec X et écrit sur “un cercle” a au plus un factorisation avec X.

Exercice

L'ensemble A34 est-il un code circulaire?

Exercice

Quelles sont les deux classes de contraintes évidentes que doit vérifier un code trinucléotide pour être circulaire? Nécessaires mais pas suffisantes (d'ailleurs).

Définition

code trinucléotide circulaire maximal

un code trinucléotide circulaire X ∈ A34 est maximal si pour chaque x ∈ A34 , X ∪ {x} n'est pas un code trinucléotide circulaire.

Exercice

Combien de mots (longueur) au maximum peut avoir un code trinucléotide circulaire?

Etant donnée la première contrainte, il reste 64-4 trinucléotides candidats pour les codes circulaires. Mais la deuxième contrainte divise par trois, car on ne pourra pas avoir deux (ou trois) trinucléotides d'une même classe d'équivalence par rotation. Il a y 20 telles classes, 20 est la longueur maximale.

L'application complémentaire

C : A+4 → A+4 est définie par C(A)=T, C(T)=A, C(C)=G, C(G)=C, et par C(uv) = C(v)C(u) pour tout u,v ∈ A+4. Cette application est associée à la propriété double hélice d'ADN qui est complémentaire et antiparallèle (un brin de ADN chimiquement orienté dans la direction 5'-3' et l'autre brin d'ADN dans la direction opposée 3'-5'; Watson & Crick, 1953). Cette application C définie sur les mots est naturellement étendue aux ensembles de mots : un ensemble complémentaire de trinucléotides est obtenu en appliquant l'application complémentaire C à tous ses trinucléotides.

Exemples

L'application permutée

P : A+4 → A+4 permute circulairement chaque trinucléotide l1 l2 l3 de la façon suivante

Cette application définie sur les mots est naturellement étendue aux ensembles de mots : un ensemble permuté de trinucléotides est obtenu en appliquant l'application permutée P à tous ses trinucléotides.

Remarque

Deux trinucléotides u et v sont conjugués s'il existe 2 mots s et t tels que u=st et v =ts. Ainsi, si u et v satisfont Pk(u)=v pour un k donné, alors u et v sont conjugués.