6.2. A génképzési feladat

A szokásos jelölést használva az egyszálú DNS-t az ábécé feletti sztringek, a kétszálú DNS láncokat pedig dupla szavak fogják jelölni. A teljes dupla láncokban a felső és az alsó sztringhossz ugyanannyi, és minden egyes betű az egyik sztringből a komplementere a másik sztring megfelelő betűjének. Egy ilyen láncot pl. a jelöl, ahol a egyszálú DNS láncot a inverzének nevezzük. Hasonlóan a kétszálú DNS-láncokra is értelmezhetjük az inverz elnevezést, amikor ugyanazt a molekulát, de a másik végéről tekintjük. Ezenkívül ragadós végű molekulákat is fogunk használni a folyamat során.

A mikronukleuszban a genetikailag fontos részeket (MDS: Macronuclear Destined Sequence) egymástól genetikai információt nem hordozó (IES: Internally Eliminated Sequence) részek választják el.

Az MDS-ek halmazának ( ) minden eleme pontosan egyszer fordul elő a mikronukleuszban. Ezeknek az értékeknek a felépítése a következő:

ahol ; az első és az utolsó MDS pedig:

A részek az gén „testének” tekinthetőek, ezek teljes dupla szálrészek. Ezzel szemben a egyszeres szál Watson-Crick komplementere a , a kettő együtt pedig mutatóként funkcionál. A DNS láncot az MDS bemeneti, és az MDS kimeneti mutatójának nevezzük (mindkét MDS-ben előfordul). A mikronukleuszban minden mutató kétszer fordul elő, egyszer bemeneti-, egyszer pedig kimeneti mutatóként. A és kétszálú láncok pedig a kezdő- és a végjelzők, ezek olyan láncszakaszok, amik pontosan egyszer fordulnak elő a mikronukleuszban. Fontos, hogy ezek a jelzők és mutatók mindig az MDS és az IES határán helyezkednek el, azokat elválasztva egymástól.

Az részek inverzei a következőképpen írhatóak fel:

az első és az utolsó MDS esetén pedig:

Ezek tulajdonképpen ugyanazt a dupla láncszakaszt jelentik fordított irányban elhelyezkedve (pl. a mikronukleuszban). Pl. a mikronukleusz lehet , ahol az inverze, az és láncszakaszok pedig az IES-ek (beleértve a mikronukleusz elején és végén levő nem genetikai kódot tároló szakaszokat is).

A mikronukleusz és a makronukleusz közti kapcsolat az, hogy a makronukleuszt megkaphatjuk a mikronukleuszból „átfedő ragasztásokkal”, úgy, hogy az eredetileg nem sorrendben levő MDS-ek a helyes sorrendben és az IES-ek nélkül alkotják a makronukleuszt ( 6.1. ábra).

6.1. ábra - A makronukleusz felépítése, az összerakott génsorozat.

A makronukleusz felépítése, az összerakott génsorozat.

A génképzés művelete alatt, a mikronukleuszt transzformáljuk makronukleusz formába, az IES-ek a sorozatban fokozatosan kivágódnak, és az MDS-ek összeillesztődnek a szükséges sorrendben.

Ahogy látni fogjuk, a természet tulajdonképpen évmilliók óta használja a láncolt-lista adatszerkezetet. A mikronukleuszban a mutatók jelzik az MDS-ek sorrendjét, méghozzá oly módon, hogy a makronukleuszban maguk a mutatók is a gének részei és genetikai információt hordoznak.

Ha a mutató kétszer ugyanabban a formában fordul elő, akkor direkt ismétlésnek, ha az egyik előfordulás a másik inverze, akkor inverz ismétlésnek hívjuk.