Razlika između UPGMA i susjednog stabla za pridruživanje

ključna razlika između UPGMA i stabla susjednog spoja je vrsta filogenetskog stabla koja je rezultat svake metode. UPGMA je tehnika konstrukcije ukorijenjenog filogenetskog stabla dok je susjedno drvo za pridruživanje tehnika konstrukcije nekorijenjenog filogenetskog stabla.

Filogenetska stabla su dijagrami nalik na drveće koji prikazuju evolucijske odnose između organizama. Filogenetsko stablo može imati različite topologije ovisno o tehnici koja se koristi za izgradnju drveća. UPGMA i susjedno stablo dvije su glavne metode za izgradnju filogenetskih stabala.

SADRŽAJ

1. Pregled i ključne razlike
2. Što je UPGMA 
3. Što je susjedno drvo za pridruživanje
4. Sličnosti između stabla za pridruživanje UPGMA i susjeda
5. Usporedna usporedba - UPGMA vs susjedno drvo za pridruživanje u tabličnom obliku
6. Sažetak

Što je UPGMA?

U bioinformatici postoje različite tehnike grupiranja. UPGMA je kratica Metoda bez ponderirane skupine parova i aritmetička sredina. To je hijerarhijska metoda grupiranja. Metodu su uveli Sokal i Michener. To je najbrža tehnika koja razvija filogenetsko stablo. Rezultiralo filogenetsko stablo je ukorijenjeno filogenetsko stablo sa zajedničkim pretkom.

Prilikom crtanja filogenetskog stabla primjenom UPGMA metode smatra se da su stope evolucije jednake za sve rodove. Dakle, ovo je važna pretpostavka izrađena u UPGMA tehnici. To je ujedno i glavni nedostatak tehnike, jer se pri izgradnji stabla ne uzima u obzir stopa mutacije. Umjesto toga, on pretpostavlja stopu mutacije kao konstantu. Nadalje, ova se hipoteza naziva „hipoteza molekularnog sata“. Stoga, u stvarnom kontekstu, filogenetsko stablo izgrađeno na UPGMA metodi možda nije točno i pouzdano.

Slika 01: Filogenetsko stablo izvedeno iz UPGMA

UPGMA metoda razmatra udaljenosti u paru za stvaranje filogenetskog stabla. U početku je svaka vrsta grozd, a dva takva grozda s najmanjom evolucijskom udaljenošću tvore par. Stoga ovisi o matrici udaljenosti. Algoritamski izrazi igraju glavnu ulogu u interpretaciji podataka filogenetskog stabla izrađenog UPGMA metodom.

Što je susjedno drvo za pridruživanje?

Stablo pridruživanja susjeda još je jedna tehnika grozdenja koja se koristi za proizvodnju filogenetskog stabla. Naruya Saitou i Masatoshi Nei bili su pioniri u uvođenju metode. Ova tehnika proizvodi nekorijenjeno stablo, za razliku od UPGMA. Nadalje, grupiranje u ovoj metodi se ne oslanja na ultrametrijske udaljenosti. Međutim, ona uzima u obzir varijaciju evolucijskih stopa pri izgradnji filogenetskog stabla. Dakle, postoje varijacije u stablima nacrtanim ovom tehnikom. Zbog toga se ova metoda koristi posebnim matematičkim algoritmima za procjenu tih varijacija.

Slika 02: Filogenetsko drvo izvučeno iz metode spajanja susjeda

Pri konstruiranju stabala ova metoda uzima u obzir udaljenosti između svake loze zasebno. Svaka loza pridružuje se novoizgrađenom čvoru na stablu. Svi se ti čvorovi pridružuju središnjem čvoru. Stoga je, kad se pojavi novi čvor, udaljenost od središnjeg do novog čvora važna i izračunava se pomoću algoritama. Ovi algoritamski podaci odlučuju o smještaju novog čvora.

Koje su sličnosti između stabla za pridruživanje UPGMA i susjeda?

• Obje metode koriste metode klasteriranja prilikom izgradnje filogenetskih stabala.
• Štoviše, obje metode zahtijevaju uporabu matematičkih algoritama za tumačenje filogenetskog stabla.
• Podaci DNK sekvence igraju važnu ulogu u obje metode.
• Obje metode rezultiraju metodom grupiranja odozdo prema gore.
• Štoviše, analiza velikih skupova podataka moguća je korištenjem obje tehnike.
• Statistička analiza podataka može se primijeniti za obje vrste stabala primjenom metode bootstrap.
• Oba igraju važnu ulogu u razvrstavanju i identifikaciji organizama.
• Nadalje, obje metode pružaju podatke o evolucijskim odnosima organizama.

Koja je razlika između UPGMA i susjednog stabla za pridruživanje?

Ključna razlika između UPGMA i susjeda koji se pridružuje stablu ovisi o vrsti konstruiranog stabla. Dakle, UPGMA proizvodi ukorijenjeno stablo, dok susjed koji se pridružuje stablu proizvodi nekorijenjeno stablo. Štoviše, UPGMA je manje pouzdana metoda, dok je pridruživanje stabla susjeda pouzdana metoda od UPGMA. Dakle, ovo je još jedna razlika između UPGMA i susjednog stabla pridruživanja.

Donja info-grafika rezimira razliku između UPGMA i susjednog stabla pridruživanja.

Pregled - UPGMA i susjedno drvo za pridruživanje

UPGMA i metode spajanja susjeda dvije su tehnike važne tijekom izgradnje filogenetskog stabla. Dok UPGMA metoda ne uzima u obzir evolucijsku stopu, metoda pridruživanja susjeda razmatra je tijekom izgradnje stabla. Stoga je složenost i pouzdanost filogenetskog stabla koja je rezultat metode NJ stabla velika. Međutim, nije tako brz kao UPGMA metoda. Štoviše, ključna razlika između UPGMA i susjedovog stabla ovisi o vrsti stabla koja proizlazi iz svake tehnike. UPGMA rezultira ukorijenjenim filogenetskim stablom, dok susjedni postupak pridruživanja stablu rezultira ukorijenjenim filogenetskim stablom.

Referenca:

1. Pavlopoulos, Georgios A, i sur. "Referentni vodič za analizu i vizualizaciju stabala." BioData Rudarstvo, BioMed Central, 22. veljače 2010., dostupno ovdje.

Ljubaznošću slike:

1. "CCDC138 ukorijenjeno filogensko stablo" autor Kokxx012 s engleske Wikipedije (CC BY-SA 3.0) putem Commons Wikimedia
2. "Slika 5" PLOS ONE PHYLOGENY (CC BY 2.0) putem Flickr-a