Erinevus UPGMA ja naabri liitumispuu vahel

võtme erinevus UPGMA ja naabrit ühendava puu vahel on fülogeneetiline puu tüüp, mis tuleneb igast meetodist. UPGMA on juurdunud fülogeneetilise puu konstrueerimise tehnika, samas kui naabri ühendav puu on juurdumata fülogeneetilise puu konstrueerimise tehnika..

Fülogeneetilised puud on puu-sarnased diagrammid, mis näitavad organismidevahelisi evolutsioonilisi suhteid. Fülogeneetilisel puul võib olla erinev topoloogia, sõltuvalt puu ehituses kasutatavast tehnikast. UPGMA ja naabri liitumispuu on kaks peamist meetodit fülogeneetiliste puude ehitamiseks.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on UPGMA 
3. Mis on naabri liitumispuu
4. UPGMA ja naabri liitumispuu sarnasused
5. Kõrvuti võrdlus - UPGMA vs naabri liitumispuu tabelina
6. Kokkuvõte

Mis on UPGMA?

Bioinformaatikas on erinevaid klastritehnikaid. UPGMA tähistab Kaalumata paarigrupi meetod ja aritmeetiline keskmine. See on hierarhiline rühmitusmeetod. Meetodi tutvustasid Sokal ja Michener. See on kiireim tehnika, mis arendab fülogeneetilist puud. Saadud fülogeneetiline puu on juurdunud fülogeneetiline puu, millel on ühine esivanem.

Fülogeneetilise puu joonistamisel UPGMA meetodil peab ta evolutsioonikiirust kõigi liinide jaoks samaks. Seega on see UPGMA tehnikas tehtud oluline eeldus. Kuid see on ka tehnika peamine puudus, kuna puu ehitamisel ei arvestata mutatsioonimäära. Selle asemel eeldatakse, et mutatsiooni määr on konstant. Lisaks sellele nimetatakse seda hüpoteesi “molekulaarse kella hüpoteesiks”. Seetõttu ei pruugi UPGMA meetodil konstrueeritud fülogeneetiline puu olla tegelikus kontekstis täpne ja usaldusväärne.

Joonis 01: UPGMA joonistatud fülogeneetiline puu

UPGMA meetod arvestab fülogeneetilise puu saamiseks paarisvahemaadega. Algselt on iga liik klaster ja kaks sellist väikseima evolutsioonikaugusega klastrit moodustavad paari. Seetõttu sõltub see kauguse maatriksist. UPGMA meetodil joonistatud fülogeneetilise puu andmete tõlgendamisel on suur roll algoritmi avaldustel.

Mis on naabri liitumispuu?

Naabri liitumispuu on veel üks fülogeneetilise puu tootmiseks kasutatav klastritehnika. Naruya Saitou ja Masatoshi Nei olid meetodi juurutamisel teerajajad. Selle tehnika abil saadakse juurdumata puu, erinevalt UPGMA-st. Lisaks ei sõltu selle meetodi rühmitamine ultrameetrilistest kaugustest. Kuid fülogeneetilise puu konstrueerimisel võetakse arvesse evolutsioonikiiruste varieerumist. Seega on selle tehnika abil joonistatud puudes variatsioone. Seetõttu kasutab see meetod nende variatsioonide hindamiseks spetsiaalseid matemaatilisi algoritme.

Joonis 02: Naabri ühendamismeetodist joonistatud fülogeneetiline puu

Puude konstrueerimisel arvestatakse selle meetodiga iga sugupuu vahekaugusi eraldi. Iga sugupuu liitub puus vastloodud sõlmega. Kõik need sõlmed liituvad kesksõlmega. Seetõttu on uue sõlme ilmumisel oluline kaugus kesksõlmest uue sõlmeni ja see arvutatakse algoritmide abil. Need algoritmilised andmed otsustavad uue sõlme paigutamise.

Millised on UPGMA ja naabrimehe liitumispuu sarnasused?

• Mõlemas meetodis kasutatakse fülogeneetiliste puude ehitamisel klastritehnikaid.
• Veelgi enam, mõlemad meetodid vajavad fülogeneetilise puu tõlgendamiseks matemaatiliste algoritmide kasutamist.
• DNA järjestuse andmed mängivad mõlemas meetodis olulist rolli.
• Mõlema meetodi tulemuseks on alt ülespoole koonduv rühmitusmeetod.
• Lisaks on mõlemat meetodit kasutades võimalik analüüsida suuri andmekogumeid.
• Statistilist andmeanalüüsi saab mõlemat tüüpi puude jaoks kasutada bootstrap-meetodi abil.
• Mõlemad mängivad olulist rolli organismide klassifitseerimisel ja identifitseerimisel.
• Lisaks annavad mõlemad meetodid andmeid organismide evolutsiooniliste seoste kohta.

Mis vahe on UPGMA ja naabrimehe liitumispuul??

Peamine erinevus UPGMA ja naabri ühendava puu vahel sõltub konstrueeritud puu tüübist. Niisiis, UPGMA toodab juurdunud puud, samal ajal kui naabrid ühendavad puud annavad juurdumata puu. Veelgi enam, UPGMA on vähem usaldusväärne meetod, samas kui naabrite ühendamine puuga on usaldusväärne meetod kui UPGMA. Niisiis, see on veel üks erinevus UPGMA ja naabri liitumispuu vahel.

Allpool toodud infopraafika võtab kokku erinevuse UPGMA ja naabri liitumispuu vahel.

Kokkuvõte - UPGMA vs naabri liitumispuu

UPGMA ja naabrinaise ühendavad puumeetodid on kaks tehnikat, mis on fülogeneetilise puu ehitamisel olulised. Kuigi UPGMA meetod ei arvesta evolutsioonikiirust, arvestab naabri liitumismeetod seda puu ehitamise ajal. Seega on NJ-puu meetodil saadud fülogeneetilise puu keerukus ja usaldusväärsus kõrge. Kuid see pole nii kiire kui UPGMA-meetod. Veelgi enam, peamine erinevus UPGMA ja naabri ühendava puu vahel sõltub igast tehnikast tuleneva puu tüübist. UPGMA tulemuseks on juurdunud fülogeneetiline puu, samas kui naabrimehe liitmisel puuga saadakse juurdumata fülogeneetiline puu.

Viide:

1. Pavlopoulos, Georgios A jt. „Puude analüüsi ja visualiseerimise juhend”. BioData kaevandamine, BioMed Central, 22. veebruar 2010, saadaval siin.

Pilt viisakalt:

1. “CCDC138 juurdunud fülogeenipuu” Autor: Kokxx012 ingliskeelses Vikipeedias (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia kaudu
2. “Joonis 5” FOSSI kaudu PLOS ONE PHYLOGENY (CC BY 2.0) abil