Ključna razlika između UPGMA i stabla spajanja susjeda je tip filogenetskog stabla koje proizlazi iz svake metode. UPGMA je tehnika izgradnje ukorijenjenog filogenetskog stabla, dok je susjedno stablo spajanja tehnika konstruiranja neukorijenjenog filogenetskog stabla.
Filogenetska stabla su dijagrami nalik stablu koji pokazuju evolucijske odnose između organizama. Filogenetsko stablo može imati različite topologije u zavisnosti od tehnike koja se koristi za izgradnju stabla. UPGMA i stablo spajanja susjeda su dvije glavne metode koje grade filogenetska stabla.
Šta je UPGMA?
U bioinformatici postoje različite tehnike grupiranja. UPGMA je skraćenica za metodu grupe bez ponderisanih parova i aritmetičku sredinu. To je hijerarhijski metod grupisanja. 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 korištenjem UPGMA metode, smatra se da su evolucijske stope iste za sve loze. Dakle, ovo je važna pretpostavka napravljena u UPGMA tehnici. Međutim, ovo je ujedno i glavni nedostatak tehnike jer se stopa mutacije ne uzima u obzir tokom izgradnje stabla. Umjesto toga, on pretpostavlja stopu mutacije kao konstantu. Nadalje, ova hipoteza se naziva “hipoteza molekularnog sata”. Stoga, u stvarnom kontekstu, filogenetsko stablo konstruirano metodom UPGMA možda neće biti tačno i pouzdano.
Slika 01: Filogenetsko stablo izvučeno iz UPGMA
UPGMA metoda uzima u obzir udaljenosti u parovima da bi proizvela filogenetsko stablo. U početku, svaka vrsta je klaster, a dva takva klastera s najmanjom evolucijskom udaljenosti čine par. Dakle, ovisi o matrici udaljenosti. Algoritamski izrazi igraju glavnu ulogu u tumačenju podataka filogenetskog stabla nacrtanog upotrebom UPGMA metode.
Šta je susjedno stablo koje se spaja?
Stablo spajanja susjeda je još jedna tehnika grupiranja koja se koristi za proizvodnju filogenetskog stabla. Naruya Saitou i Masatoshi Nei bili su pioniri u uvođenju metode. Tehnika proizvodi stablo bez korijena, za razliku od UPGMA. Nadalje, grupiranje u ovoj metodi se ne oslanja na ultrametričke udaljenosti. Međutim, on uzima u obzir varijacije evolucijskih stopa kada se konstruiše filogenetsko stablo. Dakle, postoje varijacije u stablima nacrtanim ovom tehnikom. Stoga ova metoda koristi posebne matematičke algoritme za procjenu tih varijacija.
Slika 02: Filogenetsko stablo izvučeno iz metode spajanja susjeda
Kada se konstruišu stabla, ova metoda razmatra udaljenosti između svake loze posebno. Svaka loza se pridružuje novoizgrađenom čvoru u stablu. Svi ovi čvorovi se pridružuju centralnom čvoru. Stoga, kada se pojavi novi čvor, udaljenost od centralnog čvora do novog čvora je važna i izračunava se pomoću algoritama. Ovi algoritamski podaci odlučuju o postavljanju novog čvora.
Koje su sličnosti između UPGMA i susjednog stabla pridruživanja?
- Obje metode koriste tehnike grupiranja prilikom konstruiranja filogenetskih stabala.
- Štaviše, obje metode zahtijevaju korištenje matematičkih algoritama za tumačenje filogenetskog stabla.
- Podaci o sekvenci DNK igraju važnu ulogu u obje metode.
- Obje metode rezultiraju metodom grupiranja odozdo prema gore.
- Štaviše, analiza velikih skupova podataka je moguća korištenjem obje tehnike.
- Statistička analiza podataka može se primijeniti za oba tipa stabala korištenjem bootstrap metode.
- Oba igraju važnu ulogu u klasifikaciji i identifikaciji organizama.
- Štaviše, obje metode daju podatke o evolucijskim odnosima organizama.
Koja je razlika između UPGMA i susjednog stabla pridruživanja?
Ključna razlika između UPGMA i susjednog stabla za spajanje se oslanja na tip napravljenog stabla. Dakle, UPGMA proizvodi ukorijenjeno stablo dok susjedno stablo koje se spaja proizvodi neukorijenjeno stablo. Štaviše, UPGMA je manje pouzdana metoda dok je stablo spajanja susjeda pouzdana metoda od UPGMA. Dakle, ovo je još jedna razlika između UPGMA i stabla spajanja susjeda.
Info-grafika ispod rezimira razliku između UPGMA i susjednog stabla spajanja.
Sažetak – UPGMA protiv stabla spajanja susjeda
UPGMA i metode spajanja susjednog stabla su dvije tehnike koje su važne tokom izgradnje filogenetskog stabla. Dok UPGMA metoda ne uzima u obzir evolucijsku stopu, metoda spajanja susjeda to uzima u obzir tokom konstrukcije stabla. Dakle, složenost i pouzdanost filogenetskog stabla koje proizlazi iz metode NJ stabla je visoka. Međutim, nije tako brz kao UPGMA metoda. Štaviše, ključna razlika između UPGMA i stabla spajanja susjeda se oslanja na tip stabla koji je rezultat svake tehnike. UPGMA rezultira ukorijenjenim filogenetskim stablom dok metoda spajanja susjeda rezultira neukorijenjenim filogenetskim stablom.
