vi
Part II How Do I Understand Bioinformatics?
75
6 Extremely Fast Sequence Comparisons Identify All the Molecules
That Are Present in the Cell
77
6.1 Fast Search: BLAST as an Example for a Heuristic Search������������������������ 78
6.2 Maintenance of Databases and Acceleration of Programs���������������������������� 79
6.3 Exercises for Chap. 6������������������������������������������������������������������������������������ 83
Literature���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 84
7 How to Better Understand Signal Cascades and Measure the Encoded
Information
85
7.1 Coding with Bits ������������������������������������������������������������������������������������������ 85
7.2 The Different Levels of Coding�������������������������������������������������������������������� 86
7.3 Understanding Coding Better ���������������������������������������������������������������������� 87
7.4 Exercises for Chap. 7������������������������������������������������������������������������������������ 90
Literature���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 91
8 When Does the Computer Stop Calculating?
93
8.1 When Does It Become a Challenge for the Computer?�������������������������������� 94
8.2 Complexity and Computing Time of Some Algorithms ������������������������������ 95
8.3 Informatic Solutions for Computationally Intensive Bioinformatics
Problems ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 97
8.4 NP Problems Are Not Easy to Grasp������������������������������������������������������������ 99
8.5 Exercises for Chap. 8������������������������������������������������������������������������������������101
Literature����������������������������������������������������������������������������������������������������������������102
9 Complex Systems Behave Fundamentally in a Similar Way
103
9.1 Complex Systems and Their Behaviour��������������������������������������������������������103
9.2 Opening Up Complex Systems Using Omics Techniques����������������������������107
9.3 Typical Behaviour of Systems����������������������������������������������������������������������110
9.4 System Credentials: Emergence, Modular Construction,
Positive and Negative Signal Return Loops��������������������������������������������������112
9.5 Pioneers of Systems Science������������������������������������������������������������������������114
9.6 Which Systems Biology Software Can I Use? ��������������������������������������������117
9.7 Exercises for Chap. 9������������������������������������������������������������������������������������119
Literature����������������������������������������������������������������������������������������������������������������120
10 Understand Evolution Better Applying the Computer
123
10.1 A Brief Overview of Evolution from the Origin of Life to the
Present Day������������������������������������������������������������������������������������������������124
10.2 Considering Evolution: Conserved and Variable Areas������������������������������128
10.3 Measuring Evolution: Sequence and Secondary Structure������������������������128
10.4 Describing Evolution: Phylogenetic Trees��������������������������������������������������130
10.5 Protein Evolution: Recognizing Domains��������������������������������������������������132
Contents