Galvenā atšķirība starp UPGMA un kaimiņu savienojošo koku ir filoģenētiskā koka veids, kas izriet no katras metodes. UPGMA ir iesakņota filoģenētiska koka konstruēšanas paņēmiens, savukārt kaimiņu savienošanās kokā ir neiesakņota filoģenētiska koka konstruēšanas paņēmiens.
Filoģenētiskie koki ir kokiem līdzīgas diagrammas, kas parāda evolūcijas attiecības starp organismiem. Filoģenētiskajam kokam var būt dažādas topoloģijas atkarībā no koka konstruēšanai izmantotās tehnikas. UPGMA un kaimiņu savienošanas koks ir divas galvenās metodes filoģenētisko koku veidošanai.
Kas ir UPGMA?
Bioinformātikā ir dažādas klasterizācijas metodes. UPGMA apzīmē nesvērto pāru grupu metodi un vidējo aritmētisko. Tā ir hierarhiska grupēšanas metode. Šo metodi ieviesa Sokal un Michener. Tas ir ātrākais paņēmiens, kas attīsta filoģenētisko koku. Iegūtais filoģenētiskais koks ir sakņots filoģenētisks koks ar kopīgu priekšteci.
Zīmējot filoģenētisko koku, izmantojot UPGMA metodi, evolūcijas tempi tiek uzskatīti par vienādiem visām izcelsmēm. Tādējādi tas ir svarīgs pieņēmums, kas izdarīts UPGMA tehnikā. Tomēr tas ir arī galvenais tehnikas trūkums, jo koka būvniecības laikā mutācijas ātrums netiek ņemts vērā. Tā vietā tas pieņem mutācijas ātrumu kā konstanti. Turklāt šo hipotēzi sauc par "molekulārā pulksteņa hipotēzi". Tāpēc reālajā kontekstā filoģenētiskais koks, kas izveidots, izmantojot UPGMA metodi, var nebūt precīzs un uzticams.
Attēls 01: Filoģenētisks koks, kas zīmēts no UPGMA
UPGMA metode ņem vērā attālumus pa pāriem, lai izveidotu filoģenētisku koku. Sākotnēji katra suga ir kopa, un divas šādas kopas ar mazāko evolūcijas attālumu veido pāri. Tāpēc tas ir atkarīgs no attāluma matricas. Algoritmu izteiksmēm ir liela nozīme, interpretējot filoģenētiskā koka datus, kas iegūti, izmantojot UPGMA metodi.
Kas ir kaimiņš pievienojas kokam?
Kaimiņu pievienošanās koks ir vēl viens klasterizācijas paņēmiens, ko izmanto filoģenētiska koka iegūšanai. Naruya Saitou un Masatoshi Nei bija pionieri metodes ieviešanā. Atšķirībā no UPGMA šī tehnika rada neapsakņotu koku. Turklāt šīs metodes klasterizācija nav atkarīga no ultrametriskiem attālumiem. Tomēr, veidojot filoģenētisko koku, tā ņem vērā evolūcijas ātrumu izmaiņas. Tādējādi, izmantojot šo paņēmienu, koki var atšķirties. Tāpēc šī metode izmanto īpašus matemātiskos algoritmus, lai novērtētu šīs variācijas.
Attēls 02: Filoģenētisks koks, kas iegūts, izmantojot kaimiņu pievienošanās metodi
Būvējot kokus, šī metode ņem vērā attālumus starp katru līniju atsevišķi. Katra līnija pievienojas jaunizveidotajam koka mezglam. Visi šie mezgli pievienojas centrālajam mezglam. Tāpēc, kad parādās jauns mezgls, attālums no centrālā mezgla līdz jaunajam mezglam ir svarīgs un tiek aprēķināts, izmantojot algoritmus. Šie algoritmiskie dati nosaka jaunā mezgla izvietojumu.
Kādas ir līdzības starp UPGMA un Neighbor Joining Tree?
- Abās metodēs, veidojot filoģenētiskos kokus, tiek izmantotas klasterizācijas metodes.
- Turklāt abām metodēm filoģenētiskā koka interpretācijai ir jāizmanto matemātiski algoritmi.
- DNS sekvences datiem ir svarīga loma abās metodēs.
- Abas metodes rada augšupēju klasterizācijas metodi.
- Turklāt lielu datu kopu analīze ir iespējama, izmantojot abas metodes.
- Statistisko datu analīzi var izmantot abiem koku veidiem, izmantojot sāknēšanas metodi.
- Abām ir svarīga loma organismu klasifikācijā un identificēšanā.
- Turklāt abas metodes sniedz datus par organismu evolucionārajām attiecībām.
Kāda ir atšķirība starp UPGMA un Neighbor Joining Tree?
Galvenā atšķirība starp UPGMA un kaimiņu savienojošo koku ir atkarīga no uzbūvētā koka veida. Tātad, UPGMA rada iesakņojušos koku, bet kaimiņš, kas pievienojas kokam, rada neapsakņotu koku. Turklāt UPGMA ir mazāk uzticama metode, savukārt kaimiņu savienošanas koks ir uzticama metode nekā UPGMA. Tātad šī ir vēl viena atšķirība starp UPGMA un kaimiņu savienojošo koku.
Tālāk esošajā informācijas grafikā ir apkopota atšķirība starp UPGMA un kaimiņu savienojošo koku.
Kopsavilkums - UPGMA vs kaimiņu pievienošanās koks
UPGMA un kaimiņu savienošanas koku metodes ir divi paņēmieni, kas ir svarīgi filoģenētiskā koka konstruēšanas laikā. Kamēr UPGMA metode neņem vērā evolūcijas ātrumu, kaimiņu savienošanas metode to ņem vērā koka būvniecības laikā. Tādējādi NJ koka metodes rezultātā iegūtā filoģenētiskā koka sarežģītība un uzticamība ir augsta. Tomēr tas nav tik ātrs kā UPGMA metode. Turklāt galvenā atšķirība starp UPGMA un kaimiņu savienojošo koku ir atkarīga no koka veida, kas izriet no katras tehnikas. UPGMA rezultātā tiek iegūts sakņots filoģenētisks koks, savukārt kaimiņu savienošanas koka metode rada neiesakņotu filoģenētisko koku.
