Лекция_5_БИ_М_2014

Построение дерева. UPGMA

Особенности UPGMA – простейшего метода построения дерева.

•Деревья всегда укоренённые.

•Принимаем гипотезу равномерности скоростей накопления замен во всех ветвях («одинакового хода» молекулярных часов). Если это не верно – топология дерева может быть искажена.

•UPGMA прост и уступает в точности методу объединения соседей (neighbor-joining).

Построение дерева. neighbor-joining

neighbor-joining (Saitou and Nei, 1987) более эффективен на большом количестве таксонов.

•Сначала объединяем все таксоны в виде звезды (один общий предок).

•Выявляем ближайших соседей (1 и 2).

•Отделяем эту пару от других OTU внутренней ветвью, XY.

•На каждом последующем этапе минимизируем сумму длин ветвей.

Дистанция от X до Y dXY = 1/2(d1Y + d2Y – d12)

Page 384

Построение дерева:

–distance-based методы

–character-based методы: maximum parsimony

–characterand model-based методы: maximum likelihood

–characterand model-based методы: Bayesian

Построение дерева. Character-based методы.

Вместо подсчёта парных расстояний между последовательностями анализируют колонки аминокислот множественного выравнивания – «буквы» (characters).

Сюда относятся такие методы, как:

•maximum parsimony (экономии)

•maximum likelihood (максимального правдоподобия)

Построение дерева. Character-based методы.

Основная идея character-based методов – нахождение такой топологии дерева, которая минимизирует общую длину ветвей.

Таким образом, мы ищем наиболее экономное (“простое”) дерево.

Определяем информативные сайты. Например абсолютно консервативные сайты с точки зрения экономии неинформативны.

Строим деревья и считаем число замен необходимых для каждого. Для 12 таксонов или меньше – перебираем все возможные деревья. Для большего числа – проводим эвристический поиск.

Выбираем «кратчайшее дерево» (или деревья).

Построение дерева. Character-based методы. Maximum parsimony

Пример - четыре OTU: AAG AAA GGA AGA

Как они могли образоваться от общего предка AAA?