Разница между UPGMA и соседним деревом

ключевое отличие между UPGMA и соседним деревом соединения является тип филогенетического дерева, полученного в результате каждого метода. UPGMA - это метод построения корневого филогенетического дерева, в то время как соседнее объединяющее дерево - это метод построения некорневого филогенетического дерева..

Филогенетические деревья - это древовидные диаграммы, которые показывают эволюционные отношения между организмами. Филогенетическое дерево может иметь различные топологии в зависимости от техники, используемой для построения дерева. UPGMA и дерево соединения соседей - два основных метода построения филогенетических деревьев..

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое UPGMA 
3. Что такое дерево соединения соседей
4. Сходства между UPGMA и соседним деревом
5. Сравнение бок о бок - дерево объединения UPGMA и Neighbor в табличной форме
6. Резюме

Что такое UPGMA?

В биоинформатике существуют разные методы кластеризации. UPGMA означает Метод невзвешенной пары и среднее арифметическое. Это метод иерархической группировки. Метод был представлен Сокалем и Михенером. Это самая быстрая техника, которая развивает филогенетическое дерево. Полученное филогенетическое дерево представляет собой корневое филогенетическое дерево с общим предком.

Рисуя филогенетическое дерево с использованием метода UPGMA, он считает, что эволюционные скорости одинаковы для всех линий. Таким образом, это важное предположение, сделанное в методике UPGMA. Однако это также является основным недостатком метода, так как частота мутаций не учитывается при построении дерева. Вместо этого он принимает скорость мутации как постоянную. Кроме того, эта гипотеза называется «гипотеза молекулярных часов». Следовательно, в реальном контексте филогенетическое древо, построенное методом UPGMA, может быть неточным и надежным.

Рисунок 01: Филогенетическое дерево, полученное из UPGMA

Метод UPGMA учитывает парные расстояния для получения филогенетического дерева. Первоначально каждый вид представляет собой кластер, и два таких кластера с наименьшим эволюционным расстоянием образуют пару. Следовательно, это зависит от матрицы расстояний. Выражения алгоритма играют основную роль в интерпретации данных филогенетического дерева, построенного с использованием метода UPGMA..

Что такое дерево соединения соседей?

Neighbor Joining Tree - это еще один метод кластеризации, используемый для создания филогенетического дерева. Наруя Сайто и Масатоши Неи были пионерами внедрения этого метода. В отличие от UPGMA, методика создает некорневое дерево. Кроме того, кластеризация в этом методе не зависит от ультраметрических расстояний. Тем не менее, он рассматривает изменение эволюционных скоростей при построении филогенетического дерева. Таким образом, существуют различия в деревьях, нарисованных с использованием этой техники. Поэтому этот метод использует специальные математические алгоритмы для оценки этих изменений.

Рисунок 02: Филогенетическое дерево, полученное из метода соединения соседей

При построении деревьев этот метод учитывает расстояния между каждой линией отдельно. Каждая линия присоединяется к недавно созданному узлу в дереве. Все эти узлы присоединяются к центральному узлу. Поэтому, когда появляется новый узел, расстояние от центрального узла до нового узла является важным и рассчитывается с использованием алгоритмов. Эти алгоритмические данные определяют размещение нового узла.

Каковы сходства между UPGMA и соседним деревом?

• Оба метода используют методы кластеризации при построении филогенетических деревьев.
• Более того, оба метода требуют использования математических алгоритмов для интерпретации филогенетического дерева..
• Данные последовательности ДНК играют важную роль в обоих методах.
• Оба метода приводят к методу кластеризации снизу вверх.
• Кроме того, анализ больших наборов данных возможен с использованием обоих методов.
• Статистический анализ данных может быть применен 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 отношениях организмов..

В чем разница между UPGMA и соседним деревом?

Ключевое различие между UPGMA и соседним деревом соединений зависит от типа построенного дерева. Таким образом, UPGMA создает корневое дерево, в то время как соседнее дерево создает корневое дерево. Кроме того, UPGMA является менее надежным методом, в то время как дерево соединения соседей является 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 vs Neighbor Joining Tree

Методы UPGMA и смежного дерева соседей - это две техники, которые важны при построении филогенетического дерева. Хотя метод UPGMA не учитывает эволюционную скорость, метод соединения с соседями учитывает ее во время построения дерева. Таким образом, сложность и надежность филогенетического дерева, полученного методом NJ-дерева, высока. Однако это не так быстро, как метод UPGMA. Кроме того, ключевое различие между UPGMA и соседним деревом соединения зависит от типа дерева, получающегося в результате каждого метода. UPGMA приводит к корневому филогенетическому дереву, в то время как метод соединения соседних деревьев приводит к необращенному филогенетическому дереву.

Ссылка:

1. Pavlopoulos, Georgios A, et al. «Справочное руководство по древовидному анализу и визуализации». BioData Mining, BioMed Central, 22 февраля 2010 г., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «CCDC138 корневое дерево филогении» Kokxx012 из английский Википедия (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2. «Фигура 5» от PLOS ONE PHYLOGENY (CC BY 2.0) через Flickr