Finite Models of Splicing and Their Complexity

Loos, Remco

Belongs to TDX:SerieTesis collection

TITLE:

Finite Models of Splicing and Their Complexity - TDX:568

Handle:

http://hdl.handle.net/20.500.11797/TDX568

Date:	2008-02-14
Departament/Institute:	Departament de Filologies Romàniques Universitat Rovira i Virgili.
Director:	Mitrana, Victor
Author:	Loos, Remco
Title:	Finite Models of Splicing and Their Complexity

Description:	Over the last two decades, a tight collaboration has emerged between computer scientists, biochemists and molecular biologists, which has spurred research into an area known as DNAComputing (also biomolecular computing). The work in this thesis belongs to this field, and studies a computational model called splicing system. Splicing is the formal model of the cutting and recombination of DNA molecules under the influence of restriction enzymes.This thesis presents original work in the field of splicing systems, which, as the title already indicates, can be roughly divided into two parts: 'Finite models of splicing' on the onehand and 'their complexity' on the other. The main contribution of the first part is that it challenges the general assumption that a finite, more realistic definition of splicing is necessarily weal from a computational point of view. We propose and study various alternative models and show that in most cases they have more computational power, often reaching computational completeness. The second part explores other territory. Splicing research has been mainly focused on computational power, but complexity considerations have hardly been addressed. Here we introduce notions of time and space complexity for splicing systems. These definitions are used to characterize splicing complexity classes in terms of well known Turing machine classes. Then, using a new accepting variant of splicing systems, we show that they can also be used as problem solvers. Finally, we study descriptional complexity. We define measures of descriptional complexity for splicing systems and show that for representing regular languages they have good properties with respect to finite automata, especially in the accepting variant. Durante las dos últimas décadas ha surgido una colaboración estrecha entre informáticos, bioquímicos y biólogos moleculares, que ha dado lugar a la investigación en un área conocida como la computación biomolecular. El trabajo en esta tesis pertenece a este área, y estudia un modelo de cómputo llamado sistema de empalme (splicing system). El empalme es el modelo formal del corte y de la recombinación de las moléculas de ADN bajo la influencia de las enzimas de la restricción.Esta tesis presenta el trabajo original en el campo de los sistemas de empalme, que, como ya indica el título, se puede dividir en dos partes. La primera parte introduce y estudia nuevos modelos finitos de empalme. La segunda investiga aspectos de complejidad (tanto computacional como descripcional) de los sistema de empalme. La principal contribución de la primera parte es que pone en duda la asunción general que una definición finita, más realista de sistemas de empalme es necesariamente débil desde un punto de vista computacional. Estudiamos varios modelos alternativos y demostramos que en muchos casos tienen más poder computacional. La segunda parte de la tesis explora otro territorio. El modelo de empalme se ha estudiado mucho respecto a su poder computacional, pero las consideraciones de complejidad no se han tratado apenas. Introducimos una noción de la complejidad temporal y espacial para los sistemas de empalme. Estas definiciones son utilizadas para definir y para caracterizar las clases de complejidad para los sistemas de empalme. Entre otros resultados, presentamos unas caracterizaciones exactas de las clases de empalme en términos de clases de máquina de Turing conocidas. Después, usando una nueva variante de sistemas de empalme, que acepta lenguajes en lugar de generarlos, demostramo
Type:	info:eu-repo/semantics/publishedVersion info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Contributor:	Departament de Filologies Romàniques Universitat Rovira i Virgili.
Títol:	Finite Models of Splicing and Their Complexity
Language:	eng
Subject:	51 - Matemàtiques 004 - Informàtica
Format:	application/pdf
Creator:	Loos, Remco
Rights:	info:eu-repo/semantics/openAccess ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al repositori institucional de la Universitat Rovira i Virgili. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a aquest repositori (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
Date:	2008-02-14
Publisher:	Universitat Rovira i Virgili
Subject:	51 - Matemàtiques 004 - Informàtica
Language:	eng
Publisher:	Universitat Rovira i Virgili
Source:	TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
Identifier:	urn:isbn:9788469197509 http://hdl.handle.net/10803/8789
Format:	application/pdf
Keywords:	Molecular Computing DNA computing Splicing

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Memoria	Memory	application/pdf

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