A legfontosabb különbség az UPGMA és a szomszédos összekötő fa között az egyes módszerekből származó filogenetikai fa típusa. Az UPGMA a gyökeres filogenetikai fa megalkotásának technikája, míg a szomszédos kapcsolófa a gyökértelen filogenetikai fa létrehozásának technikája.
A filogenetikai fák faszerű diagramok, amelyek az élőlények közötti evolúciós kapcsolatokat mutatják be. A filogenetikai fák különböző topológiájúak lehetnek a faépítéshez használt technikától függően. Az UPGMA és a szomszédos összekötő fa két fő módszer a filogenetikai fák felépítésére.
Mi az UPGMA?
A bioinformatikában különböző klaszterezési technikák léteznek. Az UPGMA a súlyozatlan páros csoport módszer és az aritmetikai átlag rövidítése. Ez egy hierarchikus csoportosítási módszer. A módszert Sokal és Michener vezette be. Ez a leggyorsabb technika, amely filogenetikai fát fejleszt. Az eredményül kapott filogenetikai fa egy gyökeres filogenetikai fa, amelynek közös őse.
A filogenetikai fa UPGMA-módszerrel történő rajzolásakor az evolúciós sebességet azonosnak tekinti az összes vonal esetében. Így ez egy fontos feltételezés az UPGMA technikában. Ez azonban a technika fő hátránya is, mivel a mutációs rátát nem veszik figyelembe a fa építése során. Ehelyett a mutációs rátát állandónak tekinti. Továbbá ezt a hipotézist „molekuláris óra hipotézisnek” nevezik. Ezért a valós környezetben az UPGMA-módszerrel felépített filogenetikai fa nem biztos, hogy pontos és megbízható.
01. ábra: Az UPGMA-ból rajzolt filogenetikai fa
UPGMA módszer a páronkénti távolságokat veszi figyelembe a filogenetikai fa létrehozásához. Kezdetben minden faj egy klaszter, és két ilyen halmaz a legkisebb evolúciós távolsággal alkot egy párt. Ezért a távolságmátrixtól függ. Az algoritmuskifejezések nagy szerepet játszanak az UPGMA módszerrel rajzolt filogenetikai fa adatok értelmezésében.
Mi az a Neighbor Joining Tree?
A Neighbor Joining Tree egy másik klaszterezési technika, amelyet filogenetikai fa előállítására használnak. Naruya Saitou és Masatoshi Nei voltak az úttörők a módszer bevezetésében. A technika az UPGMA-val ellentétben gyökerezetlen fát hoz létre. Ezenkívül ebben a módszerben a klaszterezés nem támaszkodik ultrametrikus távolságokra. Azonban figyelembe veszi az evolúciós sebességek változását a filogenetikai fa megalkotásakor. Így az ezzel a technikával rajzolt fákban eltérések vannak. Ezért ez a módszer speciális matematikai algoritmusokat használ az eltérések értékelésére.
02. ábra: Egy filogenetikai fa a szomszéd csatlakozási módszeréből
A fák felépítésénél ez a módszer külön-külön veszi figyelembe az egyes vonalak közötti távolságokat. Minden vonal csatlakozik a fa újonnan felépített csomópontjához. Mindezek a csomópontok csatlakoznak a központi csomóponthoz. Ezért új csomópont megjelenésekor a központi csomópont és az új csomópont közötti távolság fontos, és az algoritmusok segítségével kerül kiszámításra. Ezek az algoritmikus adatok határozzák meg az új csomópont elhelyezését.
Mi a hasonlóság az UPGMA és a Neighbor Joining Tree között?
- Mindkét módszer klaszterezési technikát használ a filogenetikai fák felépítéséhez.
- Sőt, mindkét módszerhez matematikai algoritmusok szükségesek a filogenetikai fa értelmezéséhez.
- A DNS-szekvencia adatok mindkét módszerben fontos szerepet játszanak.
- Mindkét módszer alulról felfelé építkező klaszterezési módszert eredményez.
- Sőt, nagy adathalmazok elemzése mindkét technikával lehetséges.
- A statisztikai adatelemzés mindkét fatípusra alkalmazható a bootstrap módszerrel.
- Mindkettő fontos szerepet játszik az élőlények osztályozásában és azonosításában.
- Sőt, mindkét módszer szolgáltat adatokat az élőlények evolúciós kapcsolatairól.
Mi a különbség az UPGMA és a Neighbor Joining Tree között?
A legfontosabb különbség az UPGMA és a szomszédos összekötő fa között a felépített fa típusától függ. Tehát az UPGMA egy gyökeres fát hoz létre, míg a szomszédos fát egy gyökértelen fát. Ezenkívül az UPGMA kevésbé megbízható módszer, míg a szomszédos csatlakozási fa megbízható módszer, mint az UPGMA. Tehát ez egy másik különbség az UPGMA és a szomszédos csatlakozófa között.
Az alábbi infografika összefoglalja az UPGMA és a szomszédos csatlakozófa közötti különbséget.
Összefoglaló – UPGMA vs Neighbor Joining Tree
Az UPGMA és a szomszédos összekapcsoló fa módszerek két olyan technika, amelyek fontosak a filogenetikai fa felépítése során. Míg az UPGMA módszer nem veszi figyelembe az evolúciós sebességet, addig a szomszédos csatlakozási módszer figyelembe veszi a fa építése során. Így az NJ fa módszerrel kapott filogenetikai fa komplexitása és megbízhatósága magas. Ez azonban nem olyan gyors, mint az UPGMA módszer. Ezen túlmenően, az UPGMA és a szomszédos összekötő fa közötti fő különbség az egyes technikákból származó fa típusától függ. Az UPGMA gyökeres filogenetikai fát eredményez, míg a szomszédos csatlakozási fa módszer gyökértelen filogenetikai fát eredményez.
