Estructura Del Colageno

Estructura del colágeno

El colágeno es un material extracelular fabricado por los fibroblastos y es una proteína fibrosa que resulta relativamente insoluble en agua, en contraposición a otras familias de llamadas globulares, que sí son solubles en agua.

La base molecular del colágeno está constituida por cadenas de polipéptidos y cada uno de éstos es un polímero de aminoácidos. Es decir, son cadenas constituidas por aminoácidos, que son unidades moleculares pequeñas. Cada uno de estos aminoácidos se caracterizan por tener por lo menos dos funciones distintas: una amino y una ácida en la misma unidad molecular. Los polipéptidos no son más que cadenas de estos aminoácidos que se encuentran en los organismos biológicos en números limitados.

Existen unos 20 aminoácidos fundamentales. Su secuencia permite identificar las cadenas de polipéptidos. Todas las proteínas que existen en la biología se identifican porque poseen una secuencia particular de aminoácidos que es única y propia de esa proteína, que permite identificarla por métodos bioquímicos, inmunológicos, etc.

La unidad esencial del colágeno está constituida por tres cadenas de polipéptidos que aparecen entralazadas formando una triple hélice, constituyendo una unidad macromolecular denominada tropocolágeno.

Estas macromoléculas de tropocolágeno son muy pequeñas. Sólo se conocen por métodos indirectos, son detectables bioquímicamente . Las macromoléculas de tropocolágeno se agrupan entre sí constituyendo estructuras llamadas fibrillas de colágeno. Cada fibrilla de colágeno está constituida por miles de moléculas de tropocolágeno, que son visibles al microscopio electrónico, se pueden detectar, medir, colorear, estudiar en forma relativamente cómoda. Si bien en algunas partes están aisladas, más o menos sueltas, en la mayor hurte del organismo, sobre todo en la dermis, centenares de estas fibrillas se unen lado a lado formando fibras colágenas mucho más voluminosas, visibles con microscopio óptico. Las fibras colágenas tienden a agruparse en conjuntos más grandes llamados haces colágenos.

El peso molecular del tropocolágeno ha sido estimado entre 300.000 y 325.000. Cada molécula de tropocolágeno esta constituida por tres cadenas de polipéptidos en cada una de las cuales hay alrededor de 1000 aminoácidos. La estructura de la triple hélice del tropocolágeno es fundamental y es característica de esta proteína fibrilar. Cuando existen defectos (incluso se conocen ciertos defectos genéticos) por los cuales existen déficit en algunos aminoácidos que constituyen la cadena de polipétidos del colágeno, entonces la triple hélice no se puede formar y en esos casos la molécula de tropcolágeno es defectuosa e incapaz de reconstituir la fibrilla de colágeno (o sea, no existe o no se forma el colágeno). Eso se ve en algunas enfermedades, algunas de origen hereditario y otras producidas por sustancias químicas, drogas, etc.

Cuando se analiza ya la composición química de estas cadenas de polipéptidos que constituyen el colágeno, se ve que los aminoácidos que conforman el colágeno tienen una distribución bastante regular, que es lo que caracteriza a las proteínas. Encontramos una estructura que se llama repetitiva en la secuencia de aminoácidos que se simboliza de esta manera:

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

0 sea, 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. Pero x e y no son tampoco cualquier aminoácido, sino que con mucha frecuencia en el lugar de la x existe aminoácido específico del colágeno que es la prolina y en el lugar de la y está la hidroxipolina, que son los que con más frecuencia aparecen en el lugar de la x y de la y.

De modo que en síntesis lo que caracteriza al colágeno es esa secuencia repetitiva y la gran proporción que tiene de glicina, prolina e hidroxiprolina. La prolina y la hidroxiprolina constituyan juntas 22 % de todos los aminoácidos del colágeno. Se sabe que la hidroxiprolina desempeña un papel fundamental y especial como elemento que estabiliza esta triple hélice. Cuando hay defectos de la hidroxiprolina se traduce en la desorganización de la triple hélice y por lo tanto de todo el colágeno.

Las tres moléculas están perfectamente entrelazadas a lo largo de toda la molécula de tropocolágeno menos en las puntas, aquí se pierde la triple hélice, de modo que podemos imaginar la molécula de tropocolágeno como una barra (un cilindro) y en las extremidades las tres moléculas polipéptidicas más desorganizadas y estas puntas son las que precisamente intervienen para formar uniones químicas con las moléculas de tropocolágeno adyacentes.

Finalmente, existen otros dos aminoácidos que se encuentran solamente en el colágeno, que son lisina y la hidroxilisina.

Se conocen al menos 12 tipos de colágeno, numerados del I al XII. El más sencillo,

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