Ključna razlika između UPGMA i stabla spajanja susjeda je vrsta filogenetskog stabla koja proizlazi iz svake metode. UPGMA je tehnika konstruiranja ukorijenjenog filogenetskog stabla dok je stablo spajanja susjeda tehnika konstruiranja neukorijenjenog filogenetskog stabla.
Filogenetska stabla su dijagrami slični stablima koji prikazuju evolucijske odnose između organizama. Filogenetsko stablo može imati različite topologije ovisno o tehnici koja se koristi za konstrukciju stabla. UPGMA i stablo spajanja susjeda dvije su glavne metode za izgradnju filogenetskih stabala.
Što je UPGMA?
U bioinformatici postoje različite tehnike klasteriranja. UPGMA je kratica za Unweighted Pair Group Method i aritmetičku sredinu. To je hijerarhijska metoda grupiranja. Metodu su uveli Sokal i Michener. To je najbrža tehnika koja razvija filogenetsko stablo. Rezultirajuće filogenetsko stablo je ukorijenjeno filogenetsko stablo sa zajedničkim pretkom.
Kada se crta filogenetsko stablo koristeći UPGMA metodu, smatra se da su evolucijske stope iste za sve loze. Dakle, ovo je važna pretpostavka napravljena u tehnici UPGMA. Međutim, to je također glavni nedostatak tehnike budući da se stopa mutacije ne uzima u obzir tijekom konstrukcije stabla. Umjesto toga, pretpostavlja stopu mutacije kao konstantu. Nadalje, ova hipoteza se naziva "hipoteza molekularnog sata". Stoga, u stvarnom kontekstu, filogenetsko stablo izgrađeno pomoću UPGMA metode možda neće biti točno i pouzdano.
Slika 01: Filogenetsko stablo nacrtano iz UPGMA
UPGMA metoda uzima u obzir udaljenosti po parovima kako bi proizvela filogenetsko stablo. U početku je svaka vrsta klaster, a dva takva klastera s najmanjom evolucijskom udaljenošću čine par. Dakle, ovisi o matrici udaljenosti. Algoritamski izrazi igraju glavnu ulogu u tumačenju podataka filogenetskog stabla nacrtanog metodom UPGMA.
Što je stablo spajanja susjeda?
Neighbor Joining Tree još je jedna tehnika klasteriranja koja se koristi za izradu filogenetskog stabla. Naruya Saitou i Masatoshi Nei bili su pioniri u uvođenju metode. Tehnika proizvodi neukorijenjeno stablo, za razliku od UPGMA. Nadalje, klasteriranje u ovoj metodi ne oslanja se na ultrametrijske udaljenosti. Međutim, uzima u obzir varijacije evolucijskih stopa prilikom konstruiranja filogenetskog stabla. Dakle, postoje varijacije u drveću nacrtanom ovom tehnikom. Stoga ova metoda koristi posebne matematičke algoritme za procjenu tih varijacija.
Slika 02: Filogenetsko stablo nacrtano metodom spajanja susjeda
Prilikom konstruiranja stabala, ova metoda razmatra udaljenosti između svake loze zasebno. Svaka linija pridružuje se novokonstruiranom čvoru u stablu. Svi ovi čvorovi pridružuju se središnjem čvoru. Stoga, kada se pojavi novi čvor, udaljenost od središnjeg čvora do novog čvora je važna i izračunava se pomoću algoritama. Ovi algoritamski podaci odlučuju o položaju novog čvora.
Koje su sličnosti između UPGMA i Neighbor Joining Tree?
- Obje metode koriste tehnike klasteriranja pri konstruiranju filogenetskih stabala.
- Štoviše, obje metode zahtijevaju korištenje matematičkih algoritama za tumačenje filogenetskog stabla.
- Podaci sekvenci DNK igraju važnu ulogu u obje metode.
- Obje metode rezultiraju metodom grupiranja odozdo prema gore.
- Štoviše, analiza velikih skupova podataka moguća je pomoću obje tehnike.
- Statistička analiza podataka može se primijeniti za obje vrste stabala koristeći bootstrap metodu.
- Oboje igraju važnu ulogu u klasifikaciji i identifikaciji organizama.
- Štoviše, obje metode daju podatke o evolucijskim odnosima organizama.
Koja je razlika između UPGMA i Neighbor Joining Tree?
Ključna razlika između UPGMA i stabla za spajanje susjeda oslanja se na vrstu izgrađenog stabla. Dakle, UPGMA proizvodi ukorijenjeno stablo dok susjedno stablo pridružuje neukorijenjeno stablo. Štoviše, UPGMA je manje pouzdana metoda dok je stablo spajanja susjeda pouzdana metoda od UPGMA. Dakle, ovo je još jedna razlika između UPGMA i stabla za spajanje susjeda.
Sljedeća info-grafika sažima razliku između UPGMA i stabla za spajanje susjeda.
Sažetak – UPGMA vs Neighbor Joining Tree
UPGMA i metode spajanja susjednog stabla dvije su tehnike koje su važne tijekom konstrukcije filogenetskog stabla. Dok metoda UPGMA ne uzima u obzir evolucijsku stopu, metoda spajanja susjeda uzima je u obzir tijekom konstrukcije stabla. Stoga je složenost i pouzdanost filogenetskog stabla koje proizlazi iz metode NJ stabla visoka. Međutim, nije tako brza kao UPGMA metoda. Štoviše, ključna razlika između UPGMA i stabla spajanja susjeda oslanja se na vrstu stabla koja proizlazi iz svake tehnike. UPGMA rezultira ukorijenjenim filogenetskim stablom dok metoda spajanja susjeda rezultira neukorijenjenim filogenetskim stablom.
