Diferença entre UPGMA e árvore de associação de vizinhos

o diferença chave entre UPGMA e a árvore de junção vizinha é o tipo de árvore filogenética resultante de cada método. UPGMA é a técnica de construção de uma árvore filogenética enraizada, enquanto a árvore de junção vizinha é a técnica de construção de uma árvore filogenética não enraizada.

As árvores filogenéticas são diagramas em forma de árvore que mostram relações evolutivas entre organismos. Uma árvore filogenética pode ter topologias diferentes, dependendo da técnica usada para a construção da árvore. UPGMA e árvore de junção vizinha são dois métodos principais que constroem árvores filogenéticas.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é UPGMA 
3. O que é um vizinho que entra na árvore
4. Semelhanças entre o UPGMA e a árvore de junção de vizinhos
5. Comparação lado a lado - UPGMA x vizinho juntando-se à árvore em forma de tabela
6. Resumo

O que é UPGMA?

Em bioinformática, existem diferentes técnicas de agrupamento. UPGMA significa Método de grupo de pares não ponderados e média aritmética. É um método de agrupamento hierárquico. O método foi introduzido por Sokal e Michener. É a técnica mais rápida que desenvolve uma árvore filogenética. A árvore filogenética resultante é uma árvore filogenética enraizada com um ancestral comum.

Ao desenhar uma árvore filogenética usando o método UPGMA, considera as taxas evolutivas iguais para todas as linhagens. Portanto, essa é uma suposição importante feita na técnica UPGMA. No entanto, essa também é a principal desvantagem da técnica, pois a taxa de mutação não é considerada durante a construção da árvore. Em vez disso, assume a taxa de mutação como uma constante. Além disso, essa hipótese é denominada "hipótese do relógio molecular". Portanto, no contexto real, a árvore filogenética construída a partir de um método UPGMA pode não ser precisa e confiável.

Figura 01: Uma árvore filogenética extraída da UPGMA

O método UPGMA considera distâncias aos pares para produzir uma árvore filogenética. Inicialmente, cada espécie é um aglomerado e dois desses aglomerados com a menor distância evolutiva formam um par. Portanto, depende da matriz de distância. As expressões de algoritmo desempenham um papel importante na interpretação dos dados de uma árvore filogenética desenhada usando o método UPGMA.

O que é um vizinho que se junta à árvore?

A árvore de união dos vizinhos é outra técnica de agrupamento usada para produzir uma árvore filogenética. Naruya Saitou e Masatoshi Nei foram os pioneiros na introdução do método. A técnica produz uma árvore não raiz, ao contrário do UPGMA. Além disso, o agrupamento neste método não depende de distâncias ultramétricas. No entanto, considera a variação das taxas evolutivas na construção da árvore filogenética. Assim, existem variações nas árvores desenhadas usando esta técnica. Portanto, esse método usa algoritmos matemáticos especiais para avaliar essas variações.

Figura 02: Uma árvore filogenética extraída do método de união de vizinhos

Ao construir as árvores, esse método considera as distâncias entre cada linhagem separadamente. Cada linhagem une o nó recém-construído na árvore. Todos esses nós ingressam no nó central. Portanto, quando um novo nó aparece, a distância do nó central ao novo nó é importante e é calculada usando os algoritmos. Esses dados algorítmicos decidem a localização do novo nó.

Quais são as semelhanças entre UPGMA e árvore de associação de vizinhos?

• Ambos os métodos usam técnicas de agrupamento ao construir árvores filogenéticas.
• Além disso, ambos os métodos requerem o uso de algoritmos matemáticos para interpretar a árvore filogenética..
• Os dados da sequência de DNA desempenham um papel importante nos dois métodos.
• Ambos os métodos resultam em um método de agrupamento de baixo para cima.
• Além disso, a análise de grandes conjuntos de dados é possível usando as duas técnicas.
• A análise estatística de dados pode ser aplicada a ambos os tipos de árvores usando o método de autoinicialização.
• Ambos desempenham um papel importante na classificação e identificação de organismos.
• Além disso, ambos os métodos fornecem dados sobre as relações evolutivas dos organismos.

Qual é a diferença entre UPGMA e árvore de associação de vizinhos?

A principal diferença entre a UPGMA e a árvore de junção vizinha depende do tipo de árvore construída. Assim, UPGMA produz uma árvore enraizada, enquanto a árvore de junção vizinha produz uma árvore não enraizada. Além disso, o UPGMA é um método menos confiável, enquanto a árvore de união de vizinhos é um método confiável que o UPGMA. Então, essa é outra diferença entre a UPGMA e a árvore de junção vizinha.

O gráfico abaixo resume a diferença entre a UPGMA e a árvore de junção vizinha.

Resumo - UPGMA vs vizinho que se junta à árvore

Os métodos UPGMA e árvore de união de vizinhos são duas técnicas importantes durante a construção de uma árvore filogenética. Enquanto o método UPGMA não considera a taxa evolutiva, o método de junção do vizinho o considera durante a construção da árvore. Assim, a complexidade e a confiabilidade da árvore filogenética resultante do método da árvore NJ são altas. No entanto, não é tão rápido quanto o método UPGMA. Além disso, a principal diferença entre a UPGMA e a árvore de junção vizinha depende do tipo de árvore resultante de cada técnica. UPGMA resulta em uma árvore filogenética enraizada, enquanto o método de junção de árvore vizinho resulta em uma árvore filogenética não enraizada.

Referência:

1. Pavlopoulos, Georgios A, et al. “Um guia de referência para análise e visualização em árvore.” BioData Mining, BioMed Central, 22 de fevereiro de 2010, disponível aqui.

Cortesia da imagem:

1. “Árvore de filogenia enraizada no CCDC138” Por Kokxx012 na Wikipedia em inglês (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Figura 5” de PLOS ONE PHYLOGENY (CC BY 2.0) via Flickr