ПЖ 14. Чудо природы - Шелкопряд

Опустим лирические комплименты и обратимся к структуре молекулярного мира, которым ЛЕГКО управляет Шелкопряд.
На иллюстрации к тексту приведена молекулярная структура Фиброина  в традиционном варианте и  на основе схематического строения атомов и молекул, который используется в моей ЭФИРНОЙ версии. Это своеобразный Графический Микроскоп (МИГ).
 
Приведем  краткую информацию о шелкопряде, путем выборки абзацев из разных сайтов
………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Фиброин является гетеродимером, образованным двумя белковыми цепями — тяжелой массой 200—500 кДа (H-фиброин, от англ. heavy) и легкой ~25 кДа (L-фиброин, от англ. light). Его первичная структура одинакова у H- и L-субъединиц и состоит из повторяющейся аминокислотной последовательности (Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala)n.  (верхняя схема)

В свою очередь, повторяющиеся аминокислотные последовательности образуют антипараллельные складчатые ;-слои, связанные водородными связями.(схем в правом углу)  Эта структура обуславливает высокий предел прочности нитей паутин и шелка.
Основной белок шелка шелкопряда - фиброин. Он состоит на 80% (первичная структура) из простейших аминокислот глицина, аланина, серина. Макромолекула содержит типичный повторяющийся фрагмент (блок Gly–Ala–Gly–Ala–Gly–Ser) и это пример регулярной блок-сополимерной структуры, часто используемой природой при биосинтезе белков фибриллярной структуры.
 
Надмолекулярная структура — антипараллельный складчатый лист (средняя схема справа); сами листы располагаются параллельно друг другу, образуя многочисленные пласты. Промежуток между складчатыми слоями составляет 0,35–0,57 нм, в которые могут поместиться только боковые группы глицина (Н) и серина (2ОН). Промежуток 0,57 нм создается за счет отталкивания боковых цепей серина и аланина.

Выводные протоки обеих желез соединяются в голове гусеницы и образуют общий короткий выводной проток, который оканчивается отверстием на особом сосочке или выступе нижней губы. В общем протоке можно различить выводную трубку и так называемый прядильный пресс, проходя через который полужидкое вещество, выделяемое железистыми клетками, формируется в нить (при этом действует несколько мышц, которые расширяют и суживают просвет пресса).

Сначала гусеница-шелкопряд выкладывает каркас, в который она укладывается поудобнее (ведь надолго, примерно 20 дней) и начинает вокруг каркаса вить кокон, для чего быстро вертит головой. На каждый виток уходит 4 см шелковой нити, а на весь кокон ~ 1 км. Для этого гусеница должна мотнуть головой 24 тысячи раз.

Но самое главное качество, имеющее значение для производства шелка, – наличие у взрослой гусеницы бугорка под губой, из которого сочится особое вещество, застывающее при соприкосновении с воздухом и превращающееся в шелковую нить.

Гусеницы выпускают из отверстия находящегося на  нижней губе, 2 тонкие нити и,
двигая головой, прядут при помощи передних ног кокон;  эта работа продолжается около 3х дней.

Этим бугорком заканчиваются две шелкоотделительные железы, представляющие собой длинные трубочки со средней частью, превращенной в теле гусеницы в своеобразный резервуар, накапливающий клейкое вещество, образующее впоследствии шелковую нить. При необходимости гусеница через отверстие под нижней губой выпускает наружу струйку жидкости, которая застывает и превращается в тонкую, но достаточно прочную нить.

При постройке кокона гусеница очень быстро крутит головой, выпуская на каждый виток до 3 см нити. Для этого гусеница должна мотнуть головой 24 тысячи раз, а время, затраченное на него, занимает четверо и более суток.

Коконная нить имеет длину от 500 до 1500 м. Она укладывается гусеницей слоями, формируемыми из мелких петелек в виде восьмерок (число слоев до четырех). В результате образуется плотная, замкнутая, склеенная клеем оболочка с четко выраженной мелкозернистой поверх-ностью.

Поперечное сечение отдельной шелковицы неравномерно по размерам и форме: в виде треугольника с закругленными вершинами или овальной формы. Поперечные сечения одной и той же нити на расстоянии 20 мкм могут отличаться по площади на 10...20%. Макромолекулы фиброина (молекулярной массы от 70 до 100 тысяч) ориентированы вдоль оси волокна, характеризуются упорядоченным расположением.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………


К этой информации следует добавить, что эти «цитатные представления» формировались на базе СТАНДАРТНЫХ  подходов, по образованию атомов и молекул, которые имеют  вид шариков.

Мои представления построены на ЭФИРНОЙ версии, в которой атомы и молекулы представляют собой ТОНКИЕ структуры с одинаковой ТОЛЩИНОЙ в 0,0705nm, которая соответствует высоте протона. Схематическое изображение атомов и молекул представляет собой вид сверху на квадратики разного цвета: протон – красноватый, нейтрон – зеленоватый и атом водорода – красный. Сторона квадратика составляет 0,0235 nm. Оказалось, что благодаря этим трем цветам можно составить представление о самых сложных химических ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ.

Критерием возможности существования той или иной модели молекулы является  ее способность формирования непрерывных ПЛАСТОВ без наложений друг на друга,  путем простых поворотов в плоскости пласта  - на 90 градусов влево и вправо или на 180 градусов.

Под номером «1» показано схематический вид молекулы фиброина  по МИГ. Вид «2» представляет молекулу фиброина повернутой на 180 градусов, что приводит к формированию прочного кластера из двух цепочек, скрепленных  «парными» молекулами кислорода.

Вот эти кластеры позволят формировать непрерывные пласты, путем их «последовательными соприкосновениями» молекулами  кислорода. (у второго кластера показана только половинка) кластер. Это приводит к тому, что расстояние между соседними кластерами составляет 0,423nm, а внутри кластера 0, 282nm. (в стандартном версии они больше:  0,57  -  0,35nm). 

0,57  :  0,35 =  1,63;  0,423 : 0, 282 = 1,5;   1,63 : 1,5 = 1,08.
 
Эти расчеты приводят к определенным размышлениям и нюансам, которые нет смысла пока «обнародовать». Главное, что есть качественное совпадение.

Здесь целесообразно отметить, что это не единственная  конструкция молекулы. В атомном и молекулярных мирам протекают ИЗОМЕРНЫЕ процессы, которые приводят к существенным изменениям получаемых веществ. Справа внизу помещен изомерный вид атомов углерода, азота и кислорода.  Фиброин, представленный на схеме, образован на базе углеродного ГРАФИТА,   и соответствующих изомеров азота и кислорода.   Эти построения были протестированы применением другого  атома кислорода (последний в нижнем ряду).  Внешний вид немного другой, но слои строятся.