user: 분자 진화사의 초기 역사에 대해 설명해 줘.

gpt: 1950년대와 1960년대에 분자 생물학이 등장하기 전에 소수의 생물학자들이 진화를 연구하기 위해 종 간의 생화학적 차이를 사용할 가능성을 탐구했다. 앨프리드 스터티번트는 1921년에 염색체 역전의 존재를 예측했으며 도브잔스키와 함께 폴리텐 염색체의 교잡에서 관찰된 염색체 역전의 축적으로부터 17개의 Drosophila Pseudo-obscura 균주에 대한 최초의 분자 계통 발생 중 하나를 구축했다.

최초의 분자 계통 연구는 면역학적 분석과 단백질 지문 방법을 기반으로 했다. George Nuttall의 면역학적 방법을 기반으로 하는 Alan Boyden은 1954년부터 새로운 기술을 개발했으며 1960년대 초 Curtis Williams와 Morris Goodman은 영장류 계통발생을 연구하기 위해 면역학적 비교를 사용했다. Linus Pauling과 학생, 다른 사람들은 새로 개발된 전기영동과 종이 크로마토그래피의 조합을 소화 효소에 의해 부분적으로 소화되는 단백질에 적용하여 독특한 2차원 패턴을 만들어 상동 단백질의 세밀한 비교를 가능하게 했다.

1950년대 초에 몇몇 박물학자들도 분자 접근법을 실험했다. 특히 에른스트 마이어와 찰스 시블리, Mayr가 빠르게 종이 크로마토그래피에 열중하는 동안 Sibley는 계란 흰자 단백질에 전기영동을 성공적으로 적용하여 기존 분류학의 문제를 해결했으며 곧 DNA 혼성화 기술로 보완했다.

그러한 초기 생화학적 기술은 생물학 공동체에서 마지못해 받아들여지는 반면, 대부분의 경우 진화와 집단 유전학의 주요 이론적 문제에는 영향을 미치지 않았다. 이것은 분자생물학이 유전자의 물리적, 화학적 성질에 대해 더 많은 빛을 비추면서 바뀔 것이다.

## 유전적 부하, 고전적/균형 논쟁, 그리고 이형접합의 측정
1950년대에 분자 생물학이 등장할 당시, 근친 교배 시 관찰되는 적합도 증가인 heterosis의 원인에 대해 오랜 논쟁이 있었다. 1950년에 James F. Crow는 1937년 J.B.S 홀데인이 처음으로 분명히 밝힌 역설에 기초하여 두 가지 다른 설명을 제공했다. 돌연변이는 더 해로운 돌연변이가 자연 선택에 의해 더 빨리 제거되는 반면 덜 해로운 돌연변이는 집단에 더 오래 남아 있기 때문이다. 멀러는 이것을 유전적 부하라고 불렀다.

인간 집단에 대한 방사선의 영향에 대한 우려에 동기를 부여받은 멀러는 이형이 주로 해로운 동형접합 열성 대립유전자의 결과라는 고전적인 입장을 고수했다. 따라서 전리방사선과 그에 따른 돌연변이는 피폭된 세대에서 사망이나 질병이 발생하지 않더라도 상당한 유전적 부하를 발생시키며, 돌연변이가 없는 자연선택은 동형접합 수준을 점진적으로 증가시킬 것이다.

J.C King과 함께 작업하는 Bruce Wallace는 과잉 우위를 위한 더 큰 장소를 남겨둔 균형 위치를 개발하기 위해 과잉 우위 가설을 사용했다. 이 경우, heterosis는 단순히 heterozygote 이점의 증가된 표현의 결과이다. 과잉 우성 유전자좌가 일반적이라면 자연 선택으로 인해 높은 수준의 이형 접합이 발생하고 돌연변이를 유발하는 방사선은 실제로과잉 우세로 인한 적합성 증가를 촉진할 수 있다.

논쟁은 1950년대까지 계속되었고 점차 인구 유전학의 중심 초점이 되었다. 1958년 Wallace의 초파리 연구에 따르면 방사선 유발 돌연변이가 이전에 동형 접합체 파리의 생존력을 증가시켜 이형 접합체 이점과 균형 위치에 대한 증거를 제공했다. Wallace는 자연적인 초파리 개체군에서 유전자좌의 50%가 이형접합체라고 추정했다. 기무라 모토의 후속 수학적 분석은 Crow가 1950년에 제안한 바를 강화했다. 즉, 우세한 유전자좌가 드물더라도 불균형적인 양의 유전적 다양성을 유발할 수 있다는 것이다. 이에 따라 기무라와 그의 스승인 Crow는 고전적 입장에서 물러났다. Crow와 기무라 간의 추가 협력으로 무한 대립 유전자 모델이 탄생했다.

이 모델은 인구 규모, 돌연변이 비율, 돌연변이 대립 유전자가 중성인지, 우세한지 또는 유해한지를 기준으로 인구에서 예상되는 다양한 대립 유전자의 수를 계산하는 데 사용할 수 있다. 따라서 무한 대립유전자 모델은 이형접합 수준에 대한 정확한 값을 찾을 수 있다면 고전적 위치와 균형 위치 사이를 결정할 수 있는 잠재적인 방법을 제공했다.

1960년대 중반까지 생화학 및 분자 생물학 기술, 특히 단백질 전기영동은 자연 개체군의 이형접합 수준을 측정하는 방법을 제공했다. 이는 고전적/균형 논쟁을 해결할 수 있는 수단이었다. 1963년 Jack L. Hubby는 초파리의 단백질 변이에 대한 전기영동 연구를 발표했다. 얼마 지나지 않아 Hubby는 자연 개체군에서 이형 접합 유전자좌의 비율을 측정함으로써 고전적/균형 논쟁에 Hubby의 방법을 적용하기 위해 리처드 르윈틴과 협력하기 시작했다.

1966년에 발표된 두 개의 획기적인 논문은 초파리에 대해 상당한 수준의 이형접합성을 확립했다.

## 단백질 서열과 분자 시계
진화 생물학자들이 잠정적으로 분자 생물학으로 나뉘는 동안, 분자 생물학자들은 빠르게 진화에 관심을 돌리고 있었다.

1951년과 1955년 사이에 인슐린으로 단백질 시퀀싱의 기초를 개발한 후 프레데릭 싱어와 그의 동료들은 1956년에 인슐린 서열의 제한된 종간 비교를 발표했다. 프랜시스 크릭, 찰스 시블리 및 다른 사람들은 생물학적 서열을 사용하여 계통발생을 구성할 수 있는 가능성을 인식했지만 그러한 서열은 아직 거의 없었다. 1960년대 초까지 단백질 시퀀싱 기술은 상동 아미노산 서열을 직접 비교할 수 있을 정도로 발전했다. 1961년 Emanuel Margoliash와 그의 동료들은 말 사이토크롬 c 에 대한 염기서열을 완성했고, 그 뒤를 이어 많은 다른 종들이 뒤따랐다.

1962년에 라이너스 폴링과 Emile Zuckerkandl은 상동 단백질 서열 간의 차이 수를 사용하여 발산 이후 시간을 추정할 것을 제안했다. 이것은 Walter Schroeder가 시퀀싱한 Pauling의 오랜 연구 초점인 헤모글로빈으로 시작되었다. 그 서열은 인정된 척추동물 계통발생을 뒷받침할 뿐만 아니라 단일 유기체 내의 서로 다른 글로빈 사슬이 공통 조상 단백질로 추적될 수 있다는 가설도 뒷받침했다.

1962년과 1965년 사이에 Pauling과 Zuckerkandl은 분자 시계라고 명명한 이 아이디어를 정제하고 정교화했으며 Emil L. Smith와 Emanuel Margoliash는 분석을 시토크롬 c로 확장했다. 초기 분자 시계 계산은 고생물학적 증거에 기초하여 확립된 발산 시간과 상당히 잘 일치했다. 그러나 개별 단백질이 종의 형태학적 진화와 무관하게 규칙적인 속도로 진화한다는 분자 시계의 본질적인 아이디어는 매우 도발적이었다.