Het belangrijkste verschil tussen UPGMA en de aangrenzende boom is het type fylogenetische boom dat het resultaat is van elke methode. UPGMA is de techniek om een gewortelde fylogenetische boom te construeren, terwijl de aangrenzende boom de techniek is om een niet-gewortelde fylogenetische boom te construeren.
Fylogenetische bomen zijn boomachtige diagrammen die evolutionaire relaties tussen organismen laten zien. Een fylogenetische boom kan verschillende topologieën hebben, afhankelijk van de techniek die wordt gebruikt voor de constructie van bomen. UPGMA en aangrenzende boom zijn twee hoofdmethoden voor het bouwen van fylogenetische bomen.
Wat is UPGMA?
In de bio-informatica zijn er verschillende clustertechnieken. UPGMA staat voor Unweighted Pair Group Method en Arithmetic Mean. Het is een hiërarchische groeperingsmethode. De methode is geïntroduceerd door Sokal en Michener. Het is de snelste techniek om een fylogenetische boom te ontwikkelen. De resulterende fylogenetische boom is een gewortelde fylogenetische boom met een gemeenschappelijke voorouder.
Bij het tekenen van een fylogenetische boom met behulp van de UPGMA-methode, beschouwt het de evolutiesnelheid als hetzelfde voor alle lijnen. Dit is dus een belangrijke aanname in de UPGMA-techniek. Dit is echter ook het belangrijkste nadeel van de techniek, aangezien bij de constructie van de boom geen rekening wordt gehouden met de mutatiesnelheid. In plaats daarvan neemt het de mutatiesnelheid als een constante aan. Verder wordt deze hypothese de "Moleculaire klokhypothese" genoemd. Daarom is de fylogenetische boom die is geconstrueerd op basis van een UPGMA-methode in de echte context mogelijk niet nauwkeurig en betrouwbaar.
Figuur 01: Een fylogenetische boom getekend uit UPGMA
UPGMA-methode houdt rekening met paarsgewijze afstanden om een fylogenetische boom te produceren. Aanvankelijk is elke soort een cluster, en twee van dergelijke clusters met de kleinste evolutionaire afstand vormen een paar. Daarom hangt het af van de afstandsmatrix. Algoritme-expressies spelen een belangrijke rol bij het interpreteren van de gegevens van een fylogenetische boom die is getekend met behulp van de UPGMA-methode.
Wat is een buurman die lid wordt van een boom?
Neighbor Joining Tree is een andere clustertechniek die wordt gebruikt om een fylogenetische boom te produceren. Naruya Saitou en Masatoshi Nei waren de pioniers bij het introduceren van de methode. De techniek produceert een onbewortelde boom, in tegenstelling tot UPGMA. Bovendien is de clustering in deze methode niet afhankelijk van ultrametrische afstanden. Het houdt echter rekening met de variatie van evolutionaire snelheden bij het construeren van de fylogenetische boom. Er zijn dus variaties in de bomen die met deze techniek zijn getekend. Daarom gebruikt deze methode speciale wiskundige algoritmen om die variaties te beoordelen.
Figuur 02: Een fylogenetische boom getrokken uit de methode voor het samenvoegen van buren
Bij het construeren van de bomen houdt deze methode rekening met de afstanden tussen elke afstamming afzonderlijk. Elke afstamming voegt zich bij de nieuw gebouwde knoop in de boom. Al deze knooppunten voegen zich bij het centrale knooppunt. Daarom, wanneer een nieuwe knoop verschijnt, is de afstand van de centrale knoop tot de nieuwe knoop belangrijk en wordt deze berekend met behulp van de algoritmen. Deze algoritmische gegevens bepalen de plaatsing van het nieuwe knooppunt.
Wat zijn de overeenkomsten tussen UPGMA en buurman die zich bij de boom aansluit?
- Beide methoden gebruiken clustertechnieken bij het construeren van fylogenetische bomen.
- Bovendien vereisen beide methoden het gebruik van wiskundige algoritmen om de fylogenetische boom te interpreteren.
- DNA-sequentiegegevens spelen bij beide methoden een belangrijke rol.
- Beide methoden resulteren in een bottom-up clusteringmethode.
- Bovendien is analyse van grote datasets mogelijk met beide technieken.
- Statistische gegevensanalyse kan worden toegepast voor beide soorten bomen met behulp van de bootstrap-methode.
- Beiden spelen een belangrijke rol bij de classificatie en identificatie van organismen.
- Bovendien bieden beide methoden gegevens over de evolutionaire relaties van organismen.
Wat is het verschil tussen UPGMA en de buurman die lid wordt van een boom?
Het belangrijkste verschil tussen UPGMA en aangrenzende boom is afhankelijk van het type boom dat is geconstrueerd. UPGMA produceert dus een gewortelde boom, terwijl een aangrenzende boom een niet-gewortelde boom produceert. Bovendien is UPGMA een minder betrouwbare methode, terwijl naburige boomstammen een betrouwbare methode zijn dan UPGMA. Dit is dus een ander verschil tussen UPGMA en de aangrenzende boom.
De onderstaande infografiek vat het verschil samen tussen UPGMA en de aangrenzende boom.
Samenvatting – UPGMA vs Neighbor Join Tree
UPGMA en methoden voor het samenvoegen van bomen zijn twee technieken die belangrijk zijn tijdens de constructie van een fylogenetische boom. Hoewel de UPGMA-methode geen rekening houdt met de evolutionaire snelheid, houdt de methode voor het verbinden van buren er rekening mee tijdens de constructie van de boom. De complexiteit en betrouwbaarheid van de fylogenetische boom die het resultaat is van de NJ-boommethode is dus hoog. Het is echter niet zo snel als de UPGMA-methode. Bovendien is het belangrijkste verschil tussen UPGMA en aangrenzende verbindingsboom afhankelijk van het type boom dat uit elke techniek resulteert. UPGMA resulteert in een gewortelde fylogenetische boom, terwijl de methode voor het samenvoegen van buren resulteert in een niet-gewortelde fylogenetische boom.
