Slovník | Vyhledávání | Mapa webu
 
Analýza genomických a proteomických datAnalýza sekvencí DNA Metoda nejbližšího souseda Výhody a nevýhody NJ metody

Logo Matematická biologie

Výhody a nevýhody NJ metody

Výhody NJ metody:

  • NJ metoda je velice rychlá i pro rozsáhlé datasety. Má nízké nároky na výpočetní kapacitu i paměť.
  • Je robustní vůči změně mutační rychlosti v čase i mezi liniemi. Mutační rychlost se na větvích může volně měnit.
  • Jedná se o statisticky konzistentní algoritmus při různých evolučních jevech.
  • Vždy vypočítá jenom jeden výslední strom.

Nevýhody NJ metody:

  • Ztrácí část dostupné informace, protože vstupní data jsou již zpracované do genetických vzdáleností.
  • Výběr substitučního modelu a určení jeho parametrů silně ovlivňují NJ analýzu.
  • Jelikož se shlukovací strom sestavuje iterativně, je možné, že NJ nenalezne optimální strom.
  • Algoritmus výpočtu umožňuje negativní délky větví, což je z biologického hlediska nesmysl (obr. NJ.1).
  • Vždy vypočítá jenom jeden výslední strom.

Negativní délky větví jsou na první pohled zarážející, protože pokud čteme fylogenezi jako proces změny v čase, tak negativní délka větve by znamenala zpětný chod času. Proto se tyto případy změní na nulovou délku větve a zbytková délka se zahrne do ancestrální větve. Je to řešení formálně nekorektní, ale z biologického pohledu nutné.

Nejzávažnější problém, a to, že NJ analýza nenalezne správný strom, úzce souvisí s výpočtem genetických vzdáleností. Pokud je rozdíl mezi uvedenou a skutečnou genetickou vzdáleností menší než polovina délky nejkratší větve stromu, NJ metoda vždy nalezne správný strom. Rychlé divergence jsou ale ve fylogenetice běžné, na vnitrodruhové úrovni ale i na mezidruhové v časech rychlých změn, a tak bývají i reálné délky větví často krátké. O to větší důraz je nutné klást na výběr substitučního modelu.

 Obr.1: Negativní délka větví u fylogenetického stromu sestaveného metodou nejbližšího souseda (NJ). Jelikož délka větví na fylogenezi představuje počet změn v čase, negativní délky větvy jsou nesmyslné.
 
vytvořil Institut biostatistiky a analýz Lékařské fakulty Masarykovy univerzity