UPGMA мен көрші ағашты біріктіретін негізгі айырмашылық - әрбір әдіс нәтижесінде пайда болатын филогенетикалық ағаштың түрі. UPGMA - тамырлы филогенетикалық ағашты құру әдісі, ал көрші ағашты біріктіру - тамыры жоқ филогенетикалық ағашты құру әдісі.
Филогенетикалық ағаштар - организмдер арасындағы эволюциялық қатынастарды көрсететін ағаш тәрізді диаграммалар. Филогенетикалық ағаш ағаш салу үшін қолданылатын техникаға байланысты әртүрлі топологияларға ие болуы мүмкін. UPGMA және көрші ағашты біріктіру - филогенетикалық ағаштарды құрудың екі негізгі әдісі.
UPGMA дегеніміз не?
Биоинформатикада кластерлеудің әртүрлі әдістері бар. UPGMA «салмақсыз жұптар тобы әдісі» және «арифметикалық орта» дегенді білдіреді. Бұл иерархиялық топтастыру әдісі. Бұл әдісті Сокал мен Миченер енгізді. Бұл филогенетикалық ағашты дамытатын ең жылдам әдіс. Алынған филогенетикалық ағаш – ортақ ата тегі бар тамырлы филогенетикалық ағаш.
UPGMA әдісі арқылы филогенетикалық ағашты салғанда, ол эволюциялық жылдамдықтарды барлық тектер үшін бірдей деп есептейді. Осылайша, бұл UPGMA техникасында жасалған маңызды болжам. Дегенмен, бұл да техниканың негізгі кемшілігі, өйткені ағаш салу кезінде мутация жылдамдығы ескерілмейді. Оның орнына ол мутация жылдамдығын тұрақты деп қабылдайды. Әрі қарай бұл гипотеза «Молекулярлық сағат гипотезасы» деп аталады. Демек, нақты контексте UPGMA әдісімен жасалған филогенетикалық ағаш дәл және сенімді болмауы мүмкін.
01-сурет: UPGMA-дан алынған филогенетикалық ағаш
UPGMA әдісі филогенетикалық ағашты шығару үшін жұптық қашықтықтарды қарастырады. Бастапқыда әрбір түр кластер болып табылады және эволюциялық арақашықтықтары ең аз осындай екі шоғыр жұп құрайды. Сондықтан ол қашықтық матрицасына байланысты. Алгоритм өрнектері UPGMA әдісі арқылы сызылған филогенетикалық ағаш деректерін түсіндіруде үлкен рөл атқарады.
Көршіні біріктіру ағашы дегеніміз не?
Көрші біріктіру ағашы – филогенетикалық ағашты жасау үшін қолданылатын тағы бір кластерлеу әдісі. Наруя Сайтоу мен Масатоши Ней әдісті енгізудің пионерлері болды. Техника UPGMA-дан айырмашылығы, тамыры жоқ ағашты жасайды. Сонымен қатар, бұл әдістегі кластерлеу ультраметриялық қашықтыққа сүйенбейді. Дегенмен, ол филогенетикалық ағашты құру кезінде эволюциялық жылдамдықтардың өзгеруін қарастырады. Осылайша, осы техниканы қолданып салынған ағаштарда вариациялар бар. Сондықтан бұл әдіс сол вариацияларды бағалау үшін арнайы математикалық алгоритмдерді пайдаланады.
02-сурет: Көршіні біріктіру әдісінен алынған филогенетикалық ағаш
Ағаштарды тұрғызған кезде бұл әдіс әр ұрпақ арасындағы қашықтықты бөлек қарастырады. Әрбір тектік ағашта жаңадан жасалған түйінге қосылады. Бұл түйіндердің барлығы орталық түйінге қосылады. Сондықтан жаңа түйін пайда болған кезде орталық түйіннен жаңа түйінге дейінгі қашықтық маңызды және алгоритмдер арқылы есептеледі. Бұл алгоритмдік деректер жаңа түйіннің орналасуын анықтайды.
UPGMA мен көршілес ағаштың қандай ұқсастықтары бар?
- Екі әдіс те филогенетикалық ағаштарды салу кезінде кластерлеу әдістерін пайдаланады.
- Сонымен қатар, екі әдіс те филогенетикалық ағашты түсіндіру үшін математикалық алгоритмдерді пайдалануды талап етеді.
- ДНҚ тізбегі деректері екі әдісте де маңызды рөл атқарады.
- Екі әдіс те төменнен жоғары кластерлеу әдісіне әкеледі.
- Сонымен қатар, екі әдісті де пайдалана отырып, үлкен деректер жиынын талдауға болады.
- Статистикалық деректерді талдауды жүктеу әдісі арқылы ағаштардың екі түріне де қолдануға болады.
- Екеуі де ағзаларды жіктеу мен идентификациялауда маңызды рөл атқарады.
- Сонымен қатар екі әдіс те организмдердің эволюциялық қарым-қатынастары туралы деректер береді.
UPGMA мен көршілес ағаштың арасындағы айырмашылық неде?
UPGMA мен көрші ағашты біріктіретін негізгі айырмашылық салынған ағаш түріне байланысты. Сонымен, UPGMA тамыры бар ағашты жасайды, ал көрші ағашты біріктіру тамырсыз ағашты жасайды. Сонымен қатар, UPGMA сенімді емес әдіс, ал көрші ағашты біріктіру UPGMA-ға қарағанда сенімді әдіс. Демек, бұл UPGMA мен көрші ағашқа қосылу арасындағы тағы бір айырмашылық.
Төмендегі инфографика UPGMA мен көрші ағашты біріктіру арасындағы айырмашылықты қорытындылайды.
Қорытынды – UPGMA және көршілес қосылу ағашы
UPGMA және көрші ағашты біріктіру әдістері филогенетикалық ағашты құру кезінде маңызды екі әдіс болып табылады. UPGMA әдісі эволюциялық жылдамдықты қарастырмаса, көршілес біріктіру әдісі оны ағаш салу кезінде қарастырады. Осылайша, NJ ағаш әдісінің нәтижесінде пайда болатын филогенетикалық ағаштың күрделілігі мен сенімділігі жоғары. Дегенмен, ол UPGMA әдісі сияқты жылдам емес. Сонымен қатар, UPGMA мен көрші ағашты біріктіретін негізгі айырмашылық әрбір техниканың нәтижесінде пайда болатын ағаш түріне байланысты. UPGMA нәтижесінде тамырлы филогенетикалық ағаш пайда болады, ал көрші ағашты біріктіру әдісі тамырсыз филогенетикалық ағашқа әкеледі.
