Obecnie modelowanie zachowania się układów biologicznych odgrywa ogromne znaczenie w biologii molekularnej, syntetycznej biochemii i medycynie. Wiele metod matematycznych znalazło zastosowanie do symulowania zachowania działania układów badanych przez te dyscypliny, jak: przemiany metaboliczne zachodzące w komórce, wpływ kancerogenów chemicznych na stabilność helisy DNA, projektowanie nowych leków związanych z chorobami autoregeneracyjnymi. Dostępnych jest wiele darmowych narzędzi programistycznych umożliwiających prowadzenie takich symulacji. Niestety wraz ze wzrostem złożoności układu drastycznie wzrasta złożoność obliczeniowa symulacji oraz stopień nieprzewidywalności zachowania się układu. Dodatkowym utrudnieniem w tworzeniu poprawnie działających modeli jest duża liczba czynników zewnętrznych, które zakłócają jego działanie a często nie są należycie uwzględniane (bądź nie są znane) podczas konstruowania takich modeli. Tworzenie matematycznych modeli opisujących projektowany układ pozwala na przewidzenie niektórych jego cech, co może posłużyć do jego udoskonalenia w celu wyeliminowania wad lub wprowadzenia pewnych usprawnień. Obecnie zostały rozwinięte wielkoskalowe modele sieci genetycznych tworzone z myślą o zastosowaniach w sekwencjonowaniu metagenomów ssaczych i bakteryjnych. Pozwalają one na odtwarzanie podstawowych procesów biologicznych, takich jak transkrypcja, translacja oraz wpływ czynników transkrypcyjnych oraz sygnałów środowiskowych na działanie całych sieci genetycznych. Do prowadzenia takich symulacji można wykorzystać różnorodne oprogramowanie komputerowe. Do często stosowanych programów należą: matlab – nazwa programu pochodzi od angielskich słów MATrix LABoratory, gdyż początkowo program ten był przeznaczony do numerycznych obliczeń macierzowych. Cechuje go duża liczba funkcji bibliotecznych oraz duże możliwości rozbudowy przez użytkownika za pomocą pisania własnych funkcji. Posiada on swój język programowania, co umożliwia pisanie w pełni funkcjonalnych programów działających w środowisku Matlaba. W zakresie grafiki Matlab umożliwia rysowanie dwu- i trójwymiarowych wykresów funkcji oraz wizualizację wyników obliczeń w postaci rysunków statycznych i animacji. Możliwe jest pobieranie danych pomiarowych z urządzenia zewnętrznego przez porty w celu ich obróbki. Wszystko to powoduje, że program ten znajduje bardzo szerokie zastosowanie w medycynie i biologii molekularnej. Istnieją także alternatywne odpowiedniki tego programu, takie jak Scilab, Promot, CellDesigner czy Octave – służą do prostych obliczeń przez macierze, algebrę liniową, przetwarzanie sygnałów, przy wykorzystaniu środowiska graficznego są w stanie rysować grafy i wykresy dwu- i trzywymiarowe, a nawet tworzyć animacje. Do tego typu obliczeń statystycznych służy pakiet STATISTICA, który zawiera bardzo dużą liczbę metod obliczeniowych do analizowania danych zebranych w eksperymentach, jak i do dopasowywania planów do ciągłych i skategoryzowanych zmiennych z wykorzystaniem kompletnej analizy wariancji typu (ANOVA). Użytkownik sprawuje pełną kontrolę nad tym, które efekty i interakcje będą włączone do analizowanego modelu; może przeglądać korelacje pomiędzy kolumnami macierzy planu (X) i zapoznać się z odwrotnością macierzy iloczynowej X’X (tzn. udostępniane są macierze korelacji i kowariancji estymatorów parametrów). W programie obliczane są estymatory parametrów ANOVA, ich odchylenia standardowe oraz przedziały ufności, a także współczynniki regresji (odchylenia standardowe, przedziały ufności) zarówno dla unormowanych (przedział [-1, +1]), jak i rzeczywistych wielkości wejściowych. Na podstawie wspomnianych estymatorów program umożliwia obliczenie wartości aproksymowanych (oraz odchyleń standardowych i przedziałów ufności) dla zadanych przez użytkownika wartości wielkości wejściowych. Liczne opcje umożliwiają graficzne przedstawienie uzyskanych wyników: wykresy Pareto efektów, wykresy prawdopodobieństwa normalnego i normalnego połówkowego efektów, wykresy kwadratowe i sześcienne, wykresy wartości średnich i interakcji (wraz z przedziałami ufności dla średnich krańcowych), wykresy przestrzenne i warstwicowe powierzchni odpowiedzi (ryc. 1).

Program Multi Gauge wersja 3.0 wyprodukowany przez firmę FUJIFILM, służy do analizy wyników graficznych w postaci prążków z żeli agarozowych i akrylamidowych wymagających obróbki ilościowej. Do głównych funkcji programu należą: korekta obrazu (Display) umożliwiająca regulację kontrastu, obróbka obrazu (Process): obrót względem osi, redukcja szumu, umieszczenie adnotacji (Annotation): komentarzy i strzałek, pomiar (Measure): obrazu żeli, płytek, kalibrację (Calibration): nanoszenie linii kalibracyjnych dla stężenia i masy molekularnej, analizę wyników (Analysis). Przykładową analizę obrazu żelu przedstawiono na rycinie 2.