Információ(elmélet) a biológiában

Alcím: Biofizikai informatika

Szerző: Maróti Péter

Kiadás éve: 2003

ISBN 315 978 000 121 3

Súly: 358 g

Egyéb információk: 208 oldal, B/5, kartonált, fóliázott

TARTALOM

1. A VALÓSZÍNŰSÉGELMÉLET ALAPJAI

1.1. Események és összefüggésük

1.2. Események valószínűsége

1.3. A valószínűség kombinatorikus kiszámítási módja

Permutációk

Kombinációk

Variációk

Példák

Fehérjék összeállítása aminosavakból

Fehérje térbeli konformáció-állapotainak száma

Brown-mozgás, bolyongási probléma

Egydimenziós szabad mozgás

Egydimenziós bolyongás „visszaverő” fal előtt

Egydimenziós bolyongás „elnyelő” fal előtt

Kétdimenziós (síkbeli) szabad bolyongás

Nevezetes részecske-eloszlások (statisztikák) a fizikában

Maxwell-Boltzmann statisztika

Bose-Einstein statisztika

Fermi-Dirac statisztika

1.4. Feltételes valószínűség

Összetett valószínűségi tétel

Teljes és összetett valószínűségi tétel

Bayes tétele

Független események valószínűsége

1.5. Valószínűségi változók

Valószínűségi változók várható értéke

Valószínűségi változók szórása

Csebisev tétele

Fontosabb diszkrét valószínűségi eloszlások

Binomiális eloszlás

Poisson-eloszlás

1.6. Markov-láncok

2. INFORMÁCIÓELMÉLET

2.1. A hírközlő rendszer általános modellje

2.2. Kódok, kódrendszerek

Egyértelműen dekódolható kódolás

Az átlagos kódhossz alsó határa

Irreducibilis kódok

Kódfa

Kraft–Fano-féle egyenlőtlenség

Irreducibilis kódok átlagos kódhosszának alsó határa

Az entrópia

A kód hatásfoka

Optimális kód

Egyértelműen dekódolható kódok átlagos kódhossza

Irreducibilis kódok rekonstrukciója

A Huffman-féle optimális kód

A Shannon-féle bináris kód

A Gilbert–Moore-féle alfabetikus kód

A Shannon–Fano-féle kódolási eljárás

2.3. Az információ mennyiségei

Egyedi információmennyiség

Átlagos információmennyiség: az entrópia

2.4. Információátvitel

Együttes információ

Együttes entrópia

Kölcsönös információ

Mérleg az adó- és a vevőoldali információmennyiségek között

Átlagos kölcsönös információ

Csatornakapacitás

Shannon-tétele

Relatív entrópia

Redundancia

2.5. Néhány biológiai jelenség információelméleti szempontú elemzése

Idegsejtek információtovábbítása

Érzékszervek információtovábbítási sebessége

Hallás

Látás

3. INFORMÁCIÓ ÉS ENTRÓPIA

3.1. Összefüggés az entrópia információelméleti, termodinamikai és statisztikus fizikai értelmezései között: az entrópia-fogalmak ekvivalenciája

3.2. Információ entrópikus és energia egységekben

3.3. A Maxwell-démon

3.4. Információ és entrópia a biológiában

4. ÉRZÉKELÉS ÉS INFORMÁCIÓ/JEL-FELDOLGOZÁS

4.1. Bakteriális kemotaxis

Általános ismeretek

Forgatások molekuláris motorral

Kemotaxis

Fizikai kényszerek

Hidrodinamika (élet a kis Reynolds-számok világában)

Koncentráció-zaj

Diffúzió

Rotációs diffúzió

Optimális jelfeldolgozás

4.2. Látás

Az idegrendszeri jelfeldolgozás általános vonásai

A szem mintavétele a környezetről

Az információ (csatorna-) kapacitás maximálása és a szemmozgás

Az információ (jel) analóg elő-feldolgozása

A fényintenzitásbeli különbség felismerésének (láthatóságának) határai

Fotonstatisztika és a nagyon gyenge fényfelvillanás (flash) felismerési gyakorisága

Analóg elő-feldolgozás alacsony fényintenzitásnál

Retina: kódolás a tér, az idő és a színek felhasználásával

4.3. Hallás, zaj és érzékenységi küszöb

A kvantummechanika makroszkópiai alkalmazása

Nullponti mozgás a belső fülben

Kvantumzaj és a hallásküszöb T = 0 fokon

Kvantumzaj és a hallásküszöb véges hőmérsékleten

Néhány általánosító következtetés

5. A GENETIKAI INFORMÁCIÓ KÓDOLÁSA ÉS FELDOLGOZÁSA; BIOINFORMATIKA

5.1. A genetikai információ kémiai építőkövei

Nukleinsavak

Aminosavak

Szekvencia-analízis, szekvenálás

Nukleinsavak szekvencia-analízise

Didezoxi-szekvenálás (Sanger-eljárás)

Polimeráz láncreakció (PCR)

Fehérjék szekvencia-analízise

5.2. A genetikai kód

A genetikai kód legfontosabb tulajdonságai

A molekuláris biológia centrális dogmája

5.3. A szekvenciák illesztése

Pontmátrix

A szekvenciák hasonlóságának kvantitatív mértékei

Helyettesítési mátrixok

Nukleinsav-szekvencia

Fehérje-szekvencia

Két szekvencia optimális illesztésének kiszámítása (algoritmusok)

Globális illeszkedés: a Needleman–Wunsch algoritmus

Lokális illeszkedés: A Smith–Waterman algoritmus

5.4. Fehérjék szekvencia-elemzése és evolúciója

Statisztikai profilok

<