Colageno y queratina.

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- COLÁGENO

Los fibroblastos sintetizan y secretan el procolágeno, molécula de mayor tamaño que el colágeno, la cual presenta en ambos extremos una porción no helicoidal, El colágeno es una proteína esencial en la formación del tejido conectivo de soporte. Se presenta en forma de fibras que permiten una cierta resistencia a la elasticidad de los tejidos cuando se estiran. El colágeno es una proteína que forma parte del tejido de sostén del cuerpo y que es muy abundante en nuestro organismo.

- ESTRUCTURA

El colágeno es una proteína fibrosa insoluble que se caracteriza por contener grandes cantidades de una estructura regular formando un cilindro de una gran longitud. El colágeno se encuentra en todos los tejidos en los que sirve de armazón de sostén. Su importancia se corresponde con su elevado porcentaje: por ejemplo, supone el 4% del hígado, el 10% de los pulmones, el 50% del cartílago y el 70% de la piel. Compuestas por tres cadenas polipeptídicas denominadas cadenas alfa. El término genérico «colágeno» engloba a una superfamilia de proteínas que, en vertebrados, está constituida por una veintena de moléculas diferentes o más de una treintena de cadenas polipeptídicas genéticamente distinta. Cada una de las cadenas a que forman la molécula de colágeno se encuentran formando una hélice levógira. Tres cadenas a se asocian entre sí formando una superestructura básica consistente en una triple hélice dextrógira, regular y rígida: la triple hélice de colágeno.

La secuencia de aminoácidos de las cadenas a es singular, ya que la característica común de las regiones en triple hélice, conocidas como dominios colagenosos (COL), es la repetición del triplete glicina-X-Y.

Gli – x – y – Gli – x – y – Gli – x- y – Gli

Es decir, a lo largo de los 1000 aminoácidos que constituyen cada polipéptido, encontramos que cada tres, uno de ellos es la glicina, el aminoácido más simple de todos y después encontramos dos aminoácidos cualquiera y otra vez la glicina y otra vez dos aminoácidos cualquiera y otra vez la glicina.

Estas regiones son resistentes a la degradación por proteasas comunes y sólo son sensibles a colagenasas específicas. La composición de aminoácidos del colágeno, tan diferente de las proteínas globulares, es reflejo de la repetición del triplete Gly-X-Y, requerimiento imprescindible para la formación de la triple hélice. Así, en un colágeno que forma una triple hélice continua, una tercera parte de los residuos son glicocolas. Es una molécula rica en prolina e hidroxiprolina (20 %), contiene aminoácidos hidroxilados (hidroxiprolina y hidroxilisina) y, al igual que otras proteínas que se secretan, se glicosila en la célula antes de su secreción al espacio extracelular. La estabilidad de esta estructura depende de la localización de los residuos en el triplete, siendo crítica la posición de la glicina como primer aminoácido del mismo. Para que las tres cadenas a se aproximen lo suficiente para formar la triple hélice, en su interior sólo puede acomodarse el aminoácido más pequeño, la glicina, quedando las cadenas laterales de los aminoácidos de las posiciones X e Y del triplete localizadas hacia el exterior.

Las mutaciones que producen cambios de la glicina por otro aminoácido conducen a la formación de colágenos no funcionales e inestables, que son degradados intracelularmente o que se asocian de modo incorrecto en la matriz. Algunos aminoácidos ocupan preferentemente la posición X o la Y; la prolina (Pro) se encuentra en la posición X, mientras que la hidroxiprolina (Hyp) e hidroxilisina (Hyl) ocupan la posición Y.

En los colágenos que no forman fibras, la estructura en triple hélice queda interrumpida por las denominadas regiones no colagenosas (NC), que pueden variar desde dominios globulares extensos hasta pequeñas regiones donde la secuencia del triplete no se repite o se altera. Estas zonas son sensibles al ataque proteolítico pero confieren flexibilidad a la molécula de colágeno. Por ello, como colágeno se define a aquellas «macromoléculas estructurales de la matriz extracelular que incluyen en su estructura uno o varios dominios que se encuentran en conformación de triple hélice». Así, en esta familia se incluye un amplio conjunto de moléculas de la matriz extracelular que pueden no tener una triple hélice continua y presentan dominios globulares no colagenosos, de longitud y localización variable a lo largo de la molécula. Para homogeneizar la nomenclatura, a los diferentes tipos de colágeno se les ha asignado un número romano correlativo según se han ido descubriendo.

- TIPOS DE COLÁGENO

En la actualidad se conocen 24 tipos de colágeno, El más sencillo de todos ellos es el colágeno tipo I contiene una larga hebra de triple hélice que termina en los llamados telopéptidos (cada uno de los cuales finaliza en un -COOH o -NH2 terminal), que son pequeños segmentos que ya no tienen estructura superhelicoidal. Las moléculas de colágeno de tipo I se asocian una al lado de la otra mediante una reacción catalizada por una enzima específica la lisil-oxidasa que une la hidroxiprolina de una cadena con un resto de lisina de otra cadena. De esta manera se forman largas fibras. En otros tipos de colágeno, las cadenas finalizan por estructuras más o menos globulares. Por ejemplo, la membrana basal que soporta la piel está formada un colágeno de tipo IV que tiene un extremo o cabeza globular y una cola extra. En la membrana basal, las cabezas se unen una con otras mientras que las colas se asocian de cuatro en cuatro formando unos complejos en forma de X. De esta manera se forma un retículo en el que otras moléculas (en este caso laminina y otros proteoglicanos) se entrecruzan formando una densa lámina. El colágeno de tipo I está codificado por los genes COL1A1 y COL1A2.

- El colágeno de tipo II, abundante en el cartílago hialino, en el humor vítreo del ojo y en el núcleo pulposo de los discos intervertebrales está formado por fibras mucho más gruesas.

- El colágeno de tipo III, está codificado por el COL1A3. Se encuentra en casi todos los tejidos en los que aparece el tipo I siendo excepciones, los huesos, los tendones y la córnea.

- El colágeno de tipo VI se encuentra en muchos tejidos, incluyendo la aorta, los tendones y la piel. Es producido por los fibroblastos.

3. BIOSÍNTESIS DEL COLÁGENO

El colágeno recién sintetizado pasa por extensas modificaciones postraduccional antes de hacerse parte