In: Recurrence Quantification Analysis – Theory and Best Practices, Eds.: C. L. Webber, Jr. and N. Marwan, Springer, Cham, 167–193p. (2015) DOI:10.1007/978-3-319-07155-8_5

From Time to Space Recurrences in Biopolymers

A. Colosimo, A. Giuliani

The application of Recurrence-Based Techniques to biopolymers is herewith introduced with an emphasis on the differences holding between the analysis of strings endowed with a mainly logical (DNA) or chemico-physical (Proteins) information content. The unique features of RQA when applied to systems in which spatial order (sequence) takes the place of time are described, highlighting the emergence of 'time distortions'. This is a metaphorical term stressing the fact that a monodimensional array of aminoacid residues (sequence) beside being formally identical to a discrete time series is a physical object that folds in the usual three dimensional space. This behavior allows to fully appreciate the fact that RQA as an analytical tool is flexible enough to deal with complex networks in either the spatial or the temporal dimension. The comparison of DNA sequences with text strings helps to shed light on the particular nature of biological information coding as well as on the role of RQA technique in bioinformatics and computational biology fields.

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