Разлика между UPGMA и съседното дърво за присъединяване

Най- ключова разлика между UPGMA и съседното дърво е типът на филогенетичното дърво, произтичащ от всеки метод. UPGMA е техниката за конструиране на вкоренено филогенетично дърво, докато съседното дърво е техниката на конструиране на невкоренено филогенетично дърво.

Филогенетичните дървета са дървовидни диаграми, които показват еволюционни връзки между организмите. Филогенетичното дърво може да има различни топологии в зависимост от техниката, използвана за изграждане на дърво. UPGMA и съседното дърво са два основни метода за изграждане на филогенетични дървета.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е UPGMA 
3. Какво е съседно дърво за присъединяване
4. Прилики между UPGMA и съседното дърво за присъединяване
5. Паралелно сравнение - UPGMA срещу съседно дърво за присъединяване в таблична форма
6. Резюме

Какво е UPGMA?

В биоинформатиката има различни техники за групиране. UPGMA означава Метод на непретеглена двойка и средноаритметична стойност. Това е метод на йерархично групиране. Методът е въведен от Sokal и Michener. Това е най-бързата техника, която развива филогенетично дърво. Полученото филогенетично дърво е вкоренено филогенетично дърво с общ прародител.

Когато рисувате филогенетично дърво, използвайки метода UPGMA, той смята еволюционните скорости като еднакви за всички линии. По този начин това е важно предположение, направено в UPGMA техниката. Това обаче е и основният недостатък на техниката, тъй като степента на мутация не се взема предвид по време на изграждането на дървото. Вместо това той приема честотата на мутацията като постоянна. Освен това тази хипотеза се нарича „хипотеза на молекулярния часовник“. Следователно, в реалния контекст, филогенетичното дърво, изградено от UPGMA метод, може да не е точно и надеждно.

Фигура 01: Филогенетично дърво, изготвено от UPGMA

Методът UPGMA взема предвид разстоянията на двойки за получаване на филогенетично дърво. Първоначално всеки вид е клъстер и два такива клъстера с най-малко еволюционно разстояние образуват двойка. Следователно, това зависи от матрицата на разстоянието. Алгоритъмните изрази играят основна роля при интерпретирането на данните на филогенетично дърво, изготвени по метода UPGMA.

Какво е съседно дърво за присъединяване?

Съседно дърво за присъединяване е друга техника за групиране, използвана за получаване на филогенетично дърво. Наруя Сайту и Масатоши Ней бяха пионерите при въвеждането на метода. Техниката произвежда коренно дърво, за разлика от UPGMA. Освен това, групирането в този метод не разчита на ултраметрични разстояния. Въпреки това той взема предвид вариацията на еволюционните скорости при конструирането на филогенетичното дърво. По този начин има вариации в дърветата, нарисувани с помощта на тази техника. Следователно този метод използва специални математически алгоритми за оценка на тези вариации.

Фигура 02: Филогенетично дърво, извлечено от метода на присъединяване на съседите

При конструирането на дърветата този метод взема предвид разстоянията между всяка линия поотделно. Всяка линия се присъединява към новопостроения възел в дървото. Всички тези възли се присъединяват към централния възел. Следователно, когато се появи нов възел, разстоянието от централния до новия възел е важно и се изчислява с помощта на алгоритмите. Тези алгоритмични данни решават поставянето на новия възел.

Какви са приликите между UPGMA и съседното дърво за присъединяване?

• И двата метода използват клъстерни техники при изграждането на филогенетични дървета.
• Освен това и двата метода изискват използването на математически алгоритми за интерпретация на филогенетичното дърво.
• Данните за ДНК последователността играят важна роля и в двата метода.
• И двата метода водят до метод за групиране отдолу нагоре.
• Освен това анализът на големи масиви от данни е възможен с помощта на двете техники.
• Анализът на статистическите данни може да бъде приложен и за двата вида дървета, използвайки метода за зареждане.
• И двете играят важна роля в класификацията и идентифицирането на организмите.
• Освен това и двата метода предоставят данни за еволюционните връзки на организмите.

Каква е разликата между UPGMA и съседното дърво за присъединяване?

Ключовата разлика между UPGMA и съседното съединяващо се дърво зависе от вида на конструираното дърво. И така, UPGMA произвежда вкоренено дърво, докато съседното дърво, което се присъединява, произвежда еднокоренено дърво. Освен това UPGMA е по-малко надежден метод, докато съседното дърво е надежден метод от UPGMA. Това е още една разлика между UPGMA и съседното дърво.

По-долу информационната графика обобщава разликата между UPGMA и съседното дърво за присъединяване.

Обобщение - UPGMA срещу съседно дърво за присъединяване

UPGMA и методите за присъединяване на съсед към дърво са две техники, които са важни по време на изграждането на филогенетично дърво. Докато методът UPGMA не отчита еволюционната скорост, съседният метод за присъединяване го разглежда по време на изграждането на дървото. По този начин сложността и надеждността на филогенетичното дърво в резултат на метода на NJ дърво е висока. Той обаче не е толкова бърз, колкото методът UPGMA. Освен това, ключовата разлика между UPGMA и съседното дърво се разчита на вида дърво, произтичащ от всяка техника. UPGMA води до вкоренено филогенетично дърво, докато съседният метод за присъединяване към дърво води до неразкорени филогенетично дърво.

справка:

1. Павлопулос, Георгиос А и др. „Референтен справочник за анализ и визуализация на дърветата.“ BioData Mining, BioMed Central, 22 февруари 2010 г., достъпен тук.

С любезност на изображенията:

1. „CCDC138 вкоренено филогенично дърво“ от Kokxx012 от Английска Уикипедия (CC BY-SA 3.0) през Wikimedia Commons
2. "Фигура 5" от PLOS ONE PHYLOGENY (CC BY 2.0) чрез Flickr