მთავარი განსხვავება UPGMA-სა და მეზობელ შეერთებულ ხეს შორის არის თითოეული მეთოდის შედეგად მიღებული ფილოგენეტიკური ხის ტიპი. UPGMA არის ფესვიანი ფილოგენეტიკური ხის აგების ტექნიკა, ხოლო მეზობელი ხეების შეერთება არის დაუფესვიანებელი ფილოგენეტიკური ხის აგების ტექნიკა.
ფილოგენეტიკური ხეები ხის მსგავსი დიაგრამებია, რომლებიც გვიჩვენებს ევოლუციურ ურთიერთობებს ორგანიზმებს შორის. ფილოგენეტიკურ ხეს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ტოპოლოგია, ხის მშენებლობისთვის გამოყენებული ტექნიკის მიხედვით. UPGMA და მეზობელი ხეების შეერთება ორი ძირითადი მეთოდია ფილოგენეტიკური ხეების შესაქმნელად.
რა არის UPGMA?
ბიოინფორმატიკაში არსებობს კლასტერიზაციის სხვადასხვა ტექნიკა. UPGMA ნიშნავს არაწონილი წყვილის ჯგუფის მეთოდს და არითმეტიკულ საშუალოს. ეს არის იერარქიული დაჯგუფების მეთოდი. მეთოდი დანერგეს სოკალმა და მიჩენერმა. ეს არის ყველაზე სწრაფი ტექნიკა, რომელიც ავითარებს ფილოგენეზურ ხეს. შედეგად მიღებული ფილოგენეტიკური ხე არის ფესვგადგმული ფილოგენეტიკური ხე საერთო წინაპრით.
ფილოგენეტიკური ხის დახატვისას UPGMA მეთოდის გამოყენებით, იგი განიხილავს ევოლუციური ტემპებს, როგორც ერთნაირად ყველა ხაზისთვის. ამრიგად, ეს არის მნიშვნელოვანი დაშვება, რომელიც გაკეთებულია UPGMA ტექნიკაში. თუმცა, ეს ასევე ტექნიკის მთავარი ნაკლია, რადგან ხის მშენებლობის დროს მუტაციის სიხშირე არ არის გათვალისწინებული. ამის ნაცვლად, იგი იღებს მუტაციის სიჩქარეს მუდმივად. გარდა ამისა, ამ ჰიპოთეზას უწოდებენ "მოლეკულური საათის ჰიპოთეზას". ამიტომ, რეალურ კონტექსტში, UPGMA მეთოდით აგებული ფილოგენეტიკური ხე შეიძლება არ იყოს ზუსტი და სანდო.
სურათი 01: ფილოგენეტიკური ხე გამოყვანილი UPGMA-დან
UPGMA მეთოდი ითვალისწინებს წყვილის დისტანციებს ფილოგენეტიკური ხის წარმოებისთვის. თავდაპირველად, თითოეული სახეობა არის მტევანი და ორი ასეთი მტევანი უმცირესი ევოლუციური მანძილით ქმნის წყვილს. აქედან გამომდინარე, ეს დამოკიდებულია მანძილის მატრიცაზე. ალგორითმის გამონათქვამები დიდ როლს თამაშობენ UPGMA მეთოდით შედგენილი ფილოგენეტიკური ხის მონაცემების ინტერპრეტაციაში.
რა არის მეზობლის მიერთებული ხე?
Neighbor Joining Tree არის კიდევ ერთი კლასტერული ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება ფილოგენეტიკური ხის წარმოებისთვის. მეთოდის დანერგვის პიონერები ნარუია საიტუ და მასატოში ნეი იყვნენ. ტექნიკა აწარმოებს დაუფესვიანებელ ხეს, UPGMA-სგან განსხვავებით. გარდა ამისა, ამ მეთოდის კლასტერირება არ ეყრდნობა ულტრამეტრულ დისტანციებს. თუმცა, ის ითვალისწინებს ევოლუციური ტემპების ცვალებადობას ფილოგენეტიკური ხის აგებისას.ამრიგად, ამ ტექნიკის გამოყენებით დახატული ხეების ვარიაციებია. ამიტომ, ეს მეთოდი იყენებს სპეციალურ მათემატიკურ ალგორითმებს ამ ვარიაციების შესაფასებლად.
სურათი 02: მეზობლის შეერთების მეთოდიდან გამოყვანილი ფილოგენეტიკური ხე
ხეების აგებისას, ეს მეთოდი ითვალისწინებს დისტანციებს თითოეულ შტოს შორის ცალ-ცალკე. თითოეული ხაზი უერთდება ხეში ახლად აშენებულ კვანძს. ყველა ეს კვანძი უერთდება ცენტრალურ კვანძს. ამიტომ, როდესაც ახალი კვანძი გამოჩნდება, მანძილი ცენტრალური კვანძიდან ახალ კვანძამდე მნიშვნელოვანია და გამოითვლება ალგორითმების გამოყენებით. ეს ალგორითმული მონაცემები განსაზღვრავს ახალი კვანძის განთავსებას.
რა მსგავსებაა UPGMA-სა და Neighbor Joining Tree-ს შორის?
- ორივე მეთოდი იყენებს კლასტერირების ტექნიკას ფილოგენეტიკური ხეების აგებისას.
- უფრო მეტიც, ორივე მეთოდი მოითხოვს მათემატიკური ალგორითმების გამოყენებას ფილოგენეტიკური ხის ინტერპრეტაციისთვის.
- დნმ-ის თანმიმდევრობის მონაცემები მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ორივე მეთოდში.
- ორივე მეთოდი იწვევს ქვემოდან ზემოთ კლასტერირების მეთოდს.
- უფრო მეტიც, მონაცემთა დიდი ნაკრების ანალიზი შესაძლებელია ორივე ტექნიკის გამოყენებით.
- სტატისტიკური მონაცემების ანალიზი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ორივე ტიპის ხეზე bootstrap მეთოდის გამოყენებით.
- ორივე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ორგანიზმების კლასიფიკაციასა და იდენტიფიკაციაში.
- უფრო მეტიც, ორივე მეთოდი გვაწვდის მონაცემებს ორგანიზმების ევოლუციური ურთიერთობების შესახებ.
რა განსხვავებაა UPGMA-სა და Neighbor Joining Tree-ს შორის?
ძირითადი განსხვავება UPGMA-სა და მეზობლის მიერთების ხეს შორის დამოკიდებულია აგებულ ხის ტიპზე. ასე რომ, UPGMA აწარმოებს ფესვიან ხეს, ხოლო მეზობელი ხეს უერთდება დაუფესვიან ხეს. უფრო მეტიც, UPGMA ნაკლებად საიმედო მეთოდია, ხოლო მეზობელი ხეების შეერთება საიმედო მეთოდია, ვიდრე UPGMA.ასე რომ, ეს არის კიდევ ერთი განსხვავება UPGMA-სა და მეზობლის ხეს შორის.
ქვემოთ მოცემული ინფოგრაფიკა აჯამებს განსხვავებას UPGMA-სა და მეზობლის მიერთების ხეს შორის.
შეჯამება – UPGMA წინააღმდეგ მეზობლის მიერთების ხე
UPGMA და მეზობელი ხის შეერთების მეთოდები არის ორი ტექნიკა, რომლებიც მნიშვნელოვანია ფილოგენეტიკური ხის აგების დროს. მიუხედავად იმისა, რომ UPGMA მეთოდი არ ითვალისწინებს ევოლუციურ სიჩქარეს, მეზობელი შეერთების მეთოდი ითვალისწინებს მას ხის აგების დროს. ამრიგად, NJ ხე მეთოდის შედეგად მიღებული ფილოგენეტიკური ხის სირთულე და საიმედოობა მაღალია. თუმცა, ეს არ არის ისეთი სწრაფი, როგორც UPGMA მეთოდი. უფრო მეტიც, მთავარი განსხვავება UPGMA-სა და მეზობელ ხეს შორის, ეყრდნობა თითოეული ტექნიკის შედეგად მიღებულ ხის ტიპს. UPGMA იწვევს დაფესვიანებულ ფილოგენეტიკურ ხეს, ხოლო მეზობელი ხის მიერთების მეთოდი იწვევს უფესვიან ფილოგენეტიკურ ხეს.
