ההבדל העיקרי בין UPGMA לעץ הצטרפות שכן הוא סוג העץ הפילוגנטי הנובע מכל שיטה. UPGMA היא הטכניקה של בניית עץ פילוגנטי מושרש ואילו עץ הצטרפות שכן היא הטכניקה של בניית עץ פילוגנטי לא מושרש.
עצים פילוגנטיים הם דיאגרמות דמויות עצים המציגות קשרים אבולוציוניים בין אורגניזמים. לעץ פילוגנטי יכולות להיות טופולוגיות שונות בהתאם לטכניקה המשמשת לבניית עץ. UPGMA ועץ הצטרפות שכן הן שתי שיטות עיקריות לבניית עצים פילוגנטיים.
מה זה UPGMA?
בביואינפורמטיקה, קיימות טכניקות מקבץ שונות. UPGMA ראשי תיבות של Unweighted Pair Group Method and Arithmetic Mean. זוהי שיטת קיבוץ היררכית. השיטה הוצגה על ידי סוקל ומיצ'נר. זוהי הטכניקה המהירה ביותר שמפתחת עץ פילוגנטי. העץ הפילוגנטי שנוצר הוא עץ פילוגנטי מושרש עם אב קדמון משותף.
כאשר מציירים עץ פילוגנטי בשיטת UPGMA, הוא מחשיב את שיעורי האבולוציה זהים עבור כל השושלות. לפיכך, זוהי הנחה חשובה שנעשתה בטכניקת UPGMA. עם זאת, זהו גם החיסרון העיקרי של הטכניקה מכיוון ששיעור המוטציות אינו נחשב במהלך בניית העץ. במקום זאת, הוא מניח את קצב המוטציה כקבוע. יתר על כן, השערה זו מכונה "השערת השעון המולקולרי". לכן, בהקשר האמיתי, ייתכן שהעץ הפילוגנטי שנבנה משיטת UPGMA לא יהיה מדויק ואמין.
איור 01: עץ פילוגנטי שצויר מ-UPGMA
שיטת UPGMA שוקלת מרחקים בזוג כדי לייצר עץ פילוגנטי. בתחילה, כל מין הוא צביר, ושני אשכולות כאלה עם המרחק האבולוציוני הקטן ביותר יוצרים זוג. לכן, זה תלוי במטריצת המרחק. לביטויי אלגוריתם יש תפקיד מרכזי בפירוש הנתונים של עץ פילוגנטי שצויר בשיטת UPGMA.
What is Neighbor Joining Tree?
Neighbor Joining Tree היא טכניקת מקבץ נוספת המשמשת לייצור עץ פילוגנטי. Naruya Saitou ו Masatoshi Nei היו החלוצים בהכנסת השיטה. הטכניקה מייצרת עץ לא מושרש, בניגוד ל-UPGMA. יתר על כן, הקיבוץ בשיטה זו אינו מסתמך על מרחקים אולטרה-מטריים. עם זאת, הוא לוקח בחשבון את השונות של שיעורי האבולוציה בעת בניית העץ הפילוגנטי.לפיכך, יש וריאציות בעצים שצוירו בטכניקה זו. לכן, שיטה זו משתמשת באלגוריתמים מתמטיים מיוחדים כדי להעריך את הווריאציות האלה.
איור 02: עץ פילוגנטי שצויר משיטת הצטרפות שכן
בעת בניית העצים, שיטה זו מתייחסת למרחקים בין כל שושלת בנפרד. כל שושלת מצטרפת לצומת החדש שנבנה בעץ. כל הצמתים הללו מצטרפים לצומת המרכזי. לכן, כאשר מופיע צומת חדש, המרחק מהצומת המרכזי לצומת החדש הוא חשוב ומחושב באמצעות האלגוריתמים. הנתונים האלגוריתמיים האלה קובעים את מיקום הצומת החדש.
מה הם קווי הדמיון בין UPGMA ל-Neighbor Joining Tree?
- שתי השיטות משתמשות בטכניקות מקבץ בעת בניית עצים פילוגנטיים.
- יתר על כן, שתי השיטות דורשות שימוש באלגוריתמים מתמטיים כדי לפרש את העץ הפילוגנטי.
- נתוני רצף DNA משחקים תפקיד חשוב בשתי השיטות.
- שתי השיטות מביאות לשיטת אשכול מלמטה למעלה.
- יתר על כן, ניתוח של מערכי נתונים גדולים אפשרי באמצעות שתי הטכניקות.
- ניתן ליישם ניתוח נתונים סטטיסטי עבור שני סוגי העצים באמצעות שיטת bootstrap.
- לשניהם תפקיד חשוב בסיווג ובזיהוי של אורגניזמים.
- יתר על כן, שתי השיטות מספקות נתונים על היחסים האבולוציוניים של אורגניזמים.
מה ההבדל בין UPGMA ו- Neighbor Joining Tree?
ההבדל העיקרי בין UPGMA לעץ הצטרפות שכן מסתמך על סוג העץ שנבנה. אז, UPGMA מייצרת עץ מושרש בעוד שהשכן המצטרף לעץ מייצר עץ לא מושרש. יתרה מכך, UPGMA היא שיטה פחות אמינה בעוד שעץ הצטרפות שכן היא שיטה אמינה מ-UPGMA.אז זהו הבדל נוסף בין UPGMA לעץ הצטרפות שכן.
גרפיקת המידע שלהלן מסכמת את ההבדל בין UPGMA לעץ הצטרפות שכן.
סיכום – UPGMA לעומת Neighbor Joining Tree
UPGMA ושיטות הצטרפות עץ לשכן הן שתי טכניקות שחשובות במהלך בניית עץ פילוגנטי. בעוד ששיטת UPGMA אינה מתחשבת בקצב האבולוציוני, שיטת ההצטרפות השכנה מתחשבת בכך במהלך בניית העץ. לפיכך, המורכבות והאמינות של העץ הפילוגנטי הנובע משיטת עץ NJ גבוהה. עם זאת, זה לא מהיר כמו שיטת UPGMA. יתר על כן, ההבדל העיקרי בין UPGMA לעץ הצטרפות שכן מסתמך על סוג העץ הנובע מכל טכניקה. UPGMA מביא לעץ פילוגנטי מושרש בעוד ששיטת הצטרפות לעץ מביאה לעץ פילוגנטי לא מושרש.
