Diferența cheie dintre UPGMA și arborele de îmbinare a vecinilor este tipul arborelui filogenetic care rezultă din fiecare metodă. UPGMA este tehnica de construire a unui arbore filogenetic înrădăcinat, în timp ce arborele de unire a vecinilor este tehnica de construire a unui arbore filogenetic nerădăcinat.
Arborii filogenetici sunt diagrame asemănătoare arborilor care arată relațiile evolutive dintre organisme. Un arbore filogenetic poate avea topologii diferite în funcție de tehnica utilizată pentru construcția arborelui. UPGMA și arborele de unire a vecinilor sunt două metode principale care construiesc arbori filogenetici.
Ce este UPGMA?
În bioinformatică, există diferite tehnici de grupare. UPGMA înseamnă Metoda grupurilor de perechi neponderate și medie aritmetică. Este o metodă de grupare ierarhică. Metoda a fost introdusă de Sokal și Michener. Este cea mai rapidă tehnică care dezvoltă un arbore filogenetic. Arborele filogenetic rezultat este un arbore filogenetic înrădăcinat cu un strămoș comun.
Când desenați un arbore filogenetic folosind metoda UPGMA, acesta consideră că ratele evolutive sunt aceleași pentru toate liniile. Astfel, aceasta este o presupunere importantă făcută în tehnica UPGMA. Cu toate acestea, acesta este și principalul dezavantaj al tehnicii, deoarece rata de mutație nu este luată în considerare în timpul construcției arborelui. În schimb, presupune rata de mutație ca o constantă. În plus, această ipoteză este denumită „ipoteza ceasului molecular”. Prin urmare, în context real, arborele filogenetic construit dintr-o metodă UPGMA poate să nu fie exact și de încredere.
Figura 01: Un arbore filogenetic desenat din UPGMA
Metoda UPGMA ia în considerare distanțele în perechi pentru a produce un arbore filogenetic. Inițial, fiecare specie este un grup, iar două astfel de grupuri cu cea mai mică distanță evolutivă formează o pereche. Prin urmare, depinde de matricea distanțelor. Expresiile algoritmului joacă un rol major în interpretarea datelor unui arbore filogenetic desenat folosind metoda UPGMA.
Ce este Neighbor Joining Tree?
Arborele de alăturare a vecinilor este o altă tehnică de grupare folosită pentru a produce un arbore filogenetic. Naruya Saitou și Masatoshi Nei au fost pionierii în introducerea metodei. Tehnica produce un arbore nerădăcinat, spre deosebire de UPGMA. În plus, gruparea în această metodă nu se bazează pe distanțe ultrametrice. Cu toate acestea, se ia în considerare variația ratelor evolutive atunci când se construiește arborele filogenetic. Astfel, există variații în arborii desenați folosind această tehnică. Prin urmare, această metodă utilizează algoritmi matematici speciali pentru a evalua aceste variații.
Figura 02: Un arbore filogenetic desenat din metoda de îmbinare a vecinilor
La construirea copacilor, această metodă ia în considerare distanțele dintre fiecare descendență separat. Fiecare linie se alătură nodului nou construit în arbore. Toate aceste noduri se alătură nodului central. Prin urmare, atunci când apare un nou nod, distanța de la nodul central la noul nod este importantă și se calculează folosind algoritmi. Aceste date algoritmice decid plasarea noului nod.
Care sunt asemănările dintre UPGMA și Neighbor Joining Tree?
- Ambele metode folosesc tehnici de grupare atunci când construiesc arbori filogenetici.
- În plus, ambele metode necesită utilizarea algoritmilor matematici pentru a interpreta arborele filogenetic.
- Datele secvenței ADN joacă un rol important în ambele metode.
- Ambele metode au ca rezultat o metodă de grupare de jos în sus.
- În plus, analiza seturilor mari de date este posibilă folosind ambele tehnici.
- Analiza datelor statistice poate fi aplicată pentru ambele tipuri de arbori folosind metoda bootstrap.
- Ambele joacă un rol important în clasificarea și identificarea organismelor.
- În plus, ambele metode oferă date despre relațiile evolutive ale organismelor.
Care este diferența dintre UPGMA și Neighbor Joining Tree?
Diferența cheie dintre UPGMA și arborele care se alătură vecinilor se bazează pe tipul de arbore construit. Deci, UPGMA produce un copac înrădăcinat, în timp ce vecinul care se alătură copacului produce un copac nerădăcinat. Mai mult, UPGMA este o metodă mai puțin fiabilă, în timp ce alăturarea arborelui vecin este o metodă fiabilă decât UPGMA. Deci, aceasta este o altă diferență între UPGMA și arborele de alăturare a vecinului.
Graficul informativ de mai jos rezumă diferența dintre UPGMA și arborele de alăturare a vecinilor.
Rezumat – UPGMA vs Neighbor Joining Tree
Metodele UPGMA și îmbinarea arborilor vecini sunt două tehnici care sunt importante în timpul construcției unui arbore filogenetic. În timp ce metoda UPGMA nu ia în considerare rata de evoluție, metoda de îmbinare a vecinilor o ia în considerare în timpul construcției arborelui. Astfel, complexitatea și fiabilitatea arborelui filogenetic rezultat din metoda arborelui NJ este ridicată. Cu toate acestea, nu este la fel de rapidă ca metoda UPGMA. Mai mult, diferența cheie dintre UPGMA și arborele de alăturare vecin se bazează pe tipul de arbore rezultat din fiecare tehnică. UPGMA are ca rezultat un arbore filogenetic înrădăcinat, în timp ce metoda arborelui alăturarea vecinilor are ca rezultat un arbore filogenetic nerădăcinat.
