Ключевое различие между UPGMA и соседним деревом соединения заключается в типе филогенетического дерева, полученного в результате каждого метода. UPGMA - это метод построения корневого филогенетического дерева, в то время как соседнее дерево соединения - это метод построения некорневого филогенетического дерева.
Филогенетические деревья представляют собой древовидные диаграммы, которые показывают эволюционные отношения между организмами. Филогенетическое дерево может иметь различную топологию в зависимости от метода, используемого для построения дерева. UPGMA и соседнее дерево соединения - два основных метода построения филогенетических деревьев.
Что такое UPGMA?
В биоинформатике существуют различные методы кластеризации. UPGMA расшифровывается как невзвешенный парный групповой метод и метод среднего арифметического. Это метод иерархической группировки. Метод был предложен Сокалом и Миченером. Это самый быстрый метод, который развивает филогенетическое дерево. Полученное филогенетическое дерево представляет собой корневое филогенетическое дерево с общим предком.
При построении филогенетического дерева с использованием метода UPGMA скорость эволюции считается одинаковой для всех линий. Таким образом, это важное допущение, сделанное в методике UPGMA. Однако это также является основным недостатком метода, поскольку частота мутаций не учитывается при построении дерева. Вместо этого он предполагает скорость мутации как константу. Далее эта гипотеза называется «гипотезой молекулярных часов». Следовательно, в реальном контексте филогенетическое дерево, построенное методом UPGMA, может быть неточным и ненадежным.
Рисунок 01: Филогенетическое дерево, полученное из UPGMA
Метод UPGMA учитывает попарные расстояния для построения филогенетического дерева. Изначально каждый вид представляет собой кластер, и два таких кластера с наименьшим эволюционным расстоянием образуют пару. Следовательно, это зависит от матрицы расстояний. Алгоритмические выражения играют важную роль в интерпретации данных филогенетического дерева, построенного с использованием метода UPGMA.
Что такое Neighbor Joining Tree?
Neighbor Joining Tree - еще один метод кластеризации, используемый для создания филогенетического дерева. Наруя Сайтоу и Масатоши Ней были пионерами в применении этого метода. Этот метод создает дерево без корней, в отличие от UPGMA. Кроме того, кластеризация в этом методе не зависит от ультраметрических расстояний. Однако он учитывает изменение скорости эволюции при построении филогенетического дерева. Таким образом, существуют вариации деревьев, нарисованных с использованием этой техники. Поэтому этот метод использует специальные математические алгоритмы для оценки этих вариаций.
Рисунок 02: Филогенетическое дерево, построенное методом присоединения соседей
При построении деревьев этот метод учитывает расстояния между каждой родословной отдельно. Каждая родословная присоединяется к вновь построенному узлу дерева. Все эти узлы присоединяются к центральному узлу. Поэтому при появлении нового узла важно расстояние от центрального узла до нового узла, которое рассчитывается с помощью алгоритмов. Эти алгоритмические данные определяют размещение нового узла.
Каковы сходства между UPGMA и соседним деревом присоединения?
- Оба метода используют методы кластеризации при построении филогенетических деревьев.
- Более того, оба метода требуют использования математических алгоритмов для интерпретации филогенетического дерева.
- Данные о последовательности ДНК играют важную роль в обоих методах.
- Оба метода приводят к восходящему методу кластеризации.
- Более того, анализ больших наборов данных возможен с использованием обоих методов.
- Статистический анализ данных может применяться для обоих типов деревьев с использованием метода начальной загрузки.
- Оба играют важную роль в классификации и идентификации организмов.
- Более того, оба метода дают данные об эволюционных взаимоотношениях организмов.
В чем разница между UPGMA и соседним деревом присоединения?
Ключевое различие между UPGMA и деревом соединения соседей зависит от типа построенного дерева. Таким образом, UPGMA создает корневое дерево, а соседнее дерево присоединения создает некорневое дерево. Кроме того, UPGMA является менее надежным методом, в то время как дерево соединения соседей является более надежным методом, чем UPGMA. Итак, это еще одно различие между UPGMA и соседним деревом соединения.
Приведенная ниже инфо-графика суммирует разницу между UPGMA и соседним деревом соединения.
Резюме – UPGMA против соседнего дерева присоединения
Методы UPGMA и соседнего дерева соединения - это два метода, которые важны при построении филогенетического дерева. В то время как метод UPGMA не учитывает скорость эволюции, метод соединения с соседями учитывает ее при построении дерева. Таким образом, сложность и надежность филогенетического дерева, полученного методом дерева NJ, высоки. Однако он не такой быстрый, как метод UPGMA. Более того, ключевое различие между UPGMA и соседним деревом соединения зависит от типа дерева, полученного в результате каждого метода. UPGMA приводит к корневому филогенетическому дереву, в то время как метод соединения соседних деревьев приводит к неукорененному филогенетическому дереву.
