La differenza chiave tra UPGMA e l'albero di giunzione vicino è il tipo di albero filogenetico risultante da ciascun metodo. UPGMA è la tecnica per costruire un albero filogenetico radicato mentre l'albero che si unisce al vicino è la tecnica per costruire un albero filogenetico non radicato.
Gli alberi filogenetici sono diagrammi simili ad alberi che mostrano le relazioni evolutive tra gli organismi. Un albero filogenetico può avere diverse topologie a seconda della tecnica utilizzata per la costruzione dell'albero. UPGMA e l'albero di giunzione vicino sono due metodi principali per costruire alberi filogenetici.
Cos'è UPGMA?
In bioinformatica, ci sono diverse tecniche di clustering. UPGMA sta per Metodo del gruppo di coppie non ponderate e media aritmetica. È un metodo di raggruppamento gerarchico. Il metodo è stato introdotto da Sokal e Michener. È la tecnica più veloce che sviluppa un albero filogenetico. L'albero filogenetico risultante è un albero filogenetico radicato con un antenato comune.
Quando si disegna un albero filogenetico usando il metodo UPGMA, considera i tassi evolutivi uguali per tutti i lignaggi. Pertanto, questo è un presupposto importante fatto nella tecnica UPGMA. Tuttavia, questo è anche il principale inconveniente della tecnica in quanto il tasso di mutazione non viene considerato durante la costruzione dell'albero. Invece, assume il tasso di mutazione come una costante. Inoltre, questa ipotesi è definita "Ipotesi dell'orologio molecolare". Pertanto, nel contesto reale, l'albero filogenetico costruito da un metodo UPGMA potrebbe non essere accurato e affidabile.
Figura 01: Un albero filogenetico tratto da UPGMA
Il metodo UPGMA considera le distanze a coppie per produrre un albero filogenetico. Inizialmente, ogni specie è un ammasso e due di questi ammassi con la distanza evolutiva più piccola formano una coppia. Pertanto, dipende dalla matrice delle distanze. Le espressioni algoritmiche svolgono un ruolo importante nell'interpretazione dei dati di un albero filogenetico disegnato utilizzando il metodo UPGMA.
Cos'è il vicino che si unisce all'albero?
Neighbor Joining Tree è un' altra tecnica di raggruppamento utilizzata per produrre un albero filogenetico. Naruya Saitou e Masatoshi Nei furono i pionieri nell'introduzione del metodo. La tecnica produce un albero senza radici, a differenza di UPGMA. Inoltre, il raggruppamento in questo metodo non si basa su distanze ultrametriche. Tuttavia, considera la variazione dei tassi evolutivi durante la costruzione dell'albero filogenetico. Pertanto, ci sono variazioni negli alberi disegnati usando questa tecnica. Pertanto, questo metodo utilizza speciali algoritmi matematici per valutare tali variazioni.
Figura 02: Un albero filogenetico tratto dal metodo di unione del vicino
Quando si costruiscono gli alberi, questo metodo considera le distanze tra ogni lignaggio separatamente. Ogni lignaggio si unisce al nodo appena costruito nell'albero. Tutti questi nodi si uniscono al nodo centrale. Pertanto, quando appare un nuovo nodo, la distanza dal nodo centrale al nuovo nodo è importante e viene calcolata utilizzando gli algoritmi. Questi dati algoritmici decidono il posizionamento del nuovo nodo.
Quali sono le somiglianze tra UPGMA e Neighbor Joining Tree?
- Entrambi i metodi utilizzano tecniche di raggruppamento durante la costruzione di alberi filogenetici.
- Inoltre, entrambi i metodi richiedono l'uso di algoritmi matematici per interpretare l'albero filogenetico.
- I dati sulla sequenza del DNA giocano un ruolo importante in entrambi i metodi.
- Entrambi i metodi risultano in un metodo di raggruppamento dal basso verso l' alto.
- Inoltre, l'analisi di grandi set di dati è possibile utilizzando entrambe le tecniche.
- L'analisi dei dati statistici può essere applicata per entrambi i tipi di alberi utilizzando il metodo bootstrap.
- Entrambi svolgono un ruolo importante nella classificazione e identificazione degli organismi.
- Inoltre, entrambi i metodi forniscono dati sulle relazioni evolutive degli organismi.
Qual è la differenza tra UPGMA e Neighbor Joining Tree?
La differenza fondamentale tra UPGMA e l'albero di giunzione vicino dipende dal tipo di albero costruito. Quindi, UPGMA produce un albero radicato mentre l'albero che si unisce al vicino produce un albero non radicato. Inoltre, UPGMA è un metodo meno affidabile mentre il neighbor join tree è un metodo affidabile rispetto a UPGMA. Quindi, questa è un' altra differenza tra UPGMA e il vicino albero che si unisce.
L'infografica sottostante riassume la differenza tra UPGMA e l'albero di giunzione vicino.
Riepilogo – UPGMA vs Neighbor Joining Tree
UPGMA e i metodi di unione degli alberi vicini sono due tecniche importanti durante la costruzione di un albero filogenetico. Mentre il metodo UPGMA non considera il tasso di evoluzione, il metodo di giunzione del vicino lo considera durante la costruzione dell'albero. Pertanto, la complessità e l'affidabilità dell'albero filogenetico risultante dal metodo dell'albero NJ è elevata. Tuttavia, non è così rapido come il metodo UPGMA. Inoltre, la differenza chiave tra UPGMA e l'albero di giunzione vicino si basa sul tipo di albero risultante da ciascuna tecnica. UPGMA risulta in un albero filogenetico radicato mentre il metodo dell'albero di unione del vicino risulta in un albero filogenetico non radicato.
