Різниця між UPGMA та сусіднім деревом приєднання

The ключова різниця між UPGMA та сусіднім деревом, що приєднується, - це тип філогенетичного дерева, що виникає в результаті кожного методу. UPGMA - це техніка побудови вкоріненого філогенетичного дерева, тоді як сусіднє дерево, що приєднується, - це техніка побудови некорінного філогенетичного дерева.

Філогенетичні дерева - це деревоподібні діаграми, які показують еволюційні зв’язки між організмами. Філогенетичне дерево може мати різні топології залежно від техніки, яка використовується для побудови дерева. UPGMA та сусіднє дерево - це два основні методи побудови філогенетичних дерев.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке UPGMA 
3. Що таке сусіднє дерево
4. Подібність між UPGMA та сусіднім деревом приєднання
5. Поплечне порівняння - UPGMA проти сусіднього дерева сусідства у табличній формі
6. Підсумок

Що таке UPGMA?

У біоінформатиці існують різні методи кластеризації. UPGMA означає Метод незваженої парної групи та середнє арифметичне. Це метод ієрархічного групування. Метод запровадили Сокал та Мішнер. Це найшвидша техніка, яка розробляє філогенетичне дерево. Отримане філогенетичне дерево - це вкорінене філогенетичне дерево із спільним предком.

При малюванні філогенетичного дерева методом UPGMA він вважає еволюційні показники однаковими для всіх ліній. Таким чином, це важливе припущення, зроблене в техніці UPGMA. Однак це також є головним недоліком методики, оскільки швидкість мутації не враховується під час побудови дерева. Натомість він передбачає швидкість мутації як постійну. Далі цю гіпотезу називають "гіпотезою молекулярних годин". Тому в реальному контексті філогенетичне дерево, побудоване за методом UPGMA, може бути не точним та надійним.

Малюнок 01: Філогенетичне дерево, намальоване з UPGMA

Метод UPGMA враховує парні відстані для отримання філогенетичного дерева. Спочатку кожен вид - це скупчення, і два таких скупчення з найменшим еволюційним відстанем утворюють пару. Тому це залежить від матриці відстані. Висловлення алгоритму відіграють головну роль в інтерпретації даних філогенетичного дерева, складених методом UPGMA.

Що таке сусіднє дерево?

Сусідне дерево приєднання - це ще одна методика кластеризації, яка використовується для отримання філогенетичного дерева. Наруя Сайтоу і Масатосі Ней були піонерами у впровадженні методу. Техніка виробляє не вкорінене дерево, на відміну від UPGMA. Крім того, кластеризація в цьому методі не покладається на ультраметричні відстані. Однак він враховує зміну швидкостей еволюції при побудові філогенетичного дерева. Таким чином, існують варіанти дерев, намальованих за допомогою цієї методики. Тому цей метод використовує спеціальні математичні алгоритми для оцінки цих варіацій.

Малюнок 02: Філогенетичне дерево, отримане методом приєднання сусідів

При побудові дерев цей метод розглядає відстані між кожною лінією окремо. Кожен рядок приєднується до щойно побудованого вузла на дереві. Усі ці вузли приєднуються до центрального вузла. Тому, коли з’являється новий вузол, відстань від центрального до нового вузла є важливим і обчислюється за допомогою алгоритмів. Ці алгоритмічні дані визначають розміщення нового вузла.

Які подібності між UPGMA та сусіднім деревом приєднання?

• Обидва методи використовують методи кластеризації при побудові філогенетичних дерев.
• Більше того, обидва методи вимагають використання математичних алгоритмів для інтерпретації філогенетичного дерева.
• Дані послідовності ДНК відіграють важливу роль в обох методах.
• Обидва методи призводять до методу кластеризації знизу вгору.
• Більше того, аналіз великих наборів даних можливий за допомогою обох методик.
• Статистичний аналіз даних може бути застосований для обох типів дерев, використовуючи метод завантаження.
• Обидва відіграють важливу роль у класифікації та ідентифікації організмів.
• Більше того, обидва методи надають дані про еволюційні зв’язки організмів.

Яка різниця між UPGMA та сусіднім деревом приєднання?

Ключова відмінність між UPGMA та сусідом, що приєднується до дерева, залежить від типу побудованого дерева. Отже, UPGMA виробляє вкорінене дерево, тоді як сусід, який приєднується до дерева, виробляє не вкорінене дерево. Більше того, UPGMA є менш надійним методом, тоді як приєднання сусіднього дерева є надійнішим методом, ніж UPGMA. Отже, це ще одна відмінність між UPGMA та сусіднім деревом.

Наведена нижче інформація-графіка підсумовує різницю між UPGMA та сусіднім деревом приєднання.

Підсумок - UPGMA проти сусіднього дерева

UPGMA та методи приєднання сусіда до дерева - це дві техніки, які є важливими під час побудови філогенетичного дерева. Хоча метод UPGMA не враховує еволюційну швидкість, метод приєднання сусіда враховує це під час побудови дерева. Таким чином, складність та надійність філогенетичного дерева, що є результатом методу дерева NJ, є високим. Однак це не так швидко, як метод UPGMA. Крім того, ключова відмінність між UPGMA та сусідом, що приєднується до дерева, покладається на тип дерева, що випливає з кожної техніки. UPGMA приводить до вкоріненого філогенетичного дерева, тоді як метод приєднання сусіда до дерева призводить до укорінення філогенетичного дерева.

Довідка:

1. Павлопулос, Георгіос А та ін. "Посібник з аналізу та візуалізації дерев." BioData Mining, BioMed Central, 22 лютого 2010 р., Доступний тут.

Надано зображення:

1. "Вкорінене філогенезне дерево CCDC138" Кокх012 в англійській Вікіпедії (CC BY-SA 3.0) через Вікісховище Commons
2. "Малюнок 5" PLOS ONE PHYLOGENY (CC BY 2.0) через Flickr