Колаген: що це таке, види і характеристики

Живі істоти складаються з багатьох різних хімічних речовин (від 25 до 30), але 96% маси більшості клітин складається з наступних біоелементів найважливіші: вуглець (C), водень (H), кисень (O), сірка (S), азот (N) і фосфор (P), яких у живій органічній речовині набагато більше, ніж в інших елементах земної кори. землі.

Білки, макромолекули, утворені лінійними ланцюжками амінокислот, є основою всіх живих тканин., оскільки вони представляють 80% зневодненої протоплазми клітин і 50% сухої маси всіх тканинних асоціацій в організмі. Гени, укладені в ядрі у вигляді хромосом, кодують через послідовності нуклеїнових кислот синтез специфічних білків. Завдяки механізмам транскрипції та трансляції генетичний код стає функціональним елементом, який формує наше тіло.

Ідентифіковано близько 500 видів амінокислот, але лише 20 входять до складу білків людського організму, тобто закодовані на генетичному рівні. У будь-якому випадку кількість пов’язаних амінокислот, порядок розташування кожної з них, конформація ланцюгів і простетичних (небілкових) груп забезпечують незбагненну різноманітність білків лише в одному організм. Сьогодні ми розповімо все про одне з найважливіших:

колаген.

• Пов'язана стаття: «4 типи шкіри (і як за ними доглядати)»

Що таке колаген?

Колаген є найпоширеніший волокнистий білок у позаклітинному матриксі та сполучній тканині. Він є одним з основних компонентів шкіри та кісток і тому займає приблизно 25% білкової маси організму людини. Він також міститься в сухожиллях, зв’язках і хрящах. Залежно від ступеня мінералізації колаген може бути жорстким, пластичним або десь посередині.

Колаген - це білок, тому він складається з амінокислот. Амінокислоти — це основні білкові субодиниці, з’єднані пептидними зв’язками: коли Асоціація від 2 до 10 називається пептидом, від 10 до 50 – поліпептидом, а від 50 – білок. Генетичний код універсальний, а це означає, що інформація, яка кодує розміщення амінокислоти під час збирання білка, однакова в усіх живих істот.

Загалом цей особливий білок має форму потрійної спіралі, що складається з двох ідентичних поліпептидних ланцюгів α1 і одного, який трохи відрізняється від них (α2). Найпоширенішим повторним мотивом колагену є наступний:

Гліцин-пролін-Х // гліцин-Х-гідроксипролін

Слід зазначити, що "X" - це будь-яка амінокислота, яка не є жодною з 3-х згаданих. Завдяки такій конформації колаген він багатий на амінокислоти гліцин, пролін і гідроксипролін. Перш за все, ця остання амінокислота відрізняє його від решти білкових елементів, оскільки білок не має такої кількості гідроксипроліну в поліпептидному скелеті. Наприклад, людський колаген містить 329 одиниць гліцину, 126 проліну та 95 гідроксипролінових одиниць на 1000 амінокислотних залишків.

• Вас може зацікавити: «Сполучна тканина: що це таке, ознаки та види»

Типи колагену

Ми говорили про колаген як про унікальний і незмінний білок, але ніщо не може бути дальшим від істини. Залежно від типу ланцюгів, які вони представляють, їх розташування, розташування та взаємозв’язку з іншими елементами можна виявити різні типи колагену.. Серед них виділимо такі:

• Колаген типу I, ланцюги α1, α1, α2(I): утворює 90% колагену в організмі. Він міститься в шкірі, кістках, сухожиллях, зв’язках, дентині та рогівці.
• Колаген типу II, ланцюги [α1(II)]3: містяться в гіаліновому хрящі, склоподібному тілі та хорді, хрящовому шнурі хордових, який розвивається в хребті людини.
• Колаген III типу, ланцюги [α1(III)]3: знаходяться в шкірі, в кровоносних судинах і в складі тканин внутрішніх органів.
• Колаген типу V, ланцюги α1, α1, α2-α3(V): шкіра, кістка, плацента та плодова оболонка.
• Колаген типу X, ланцюги [α1(X)]3: у той час як згадані досі з’являються у формі волокон, цей утворює гексагональні мережі. Це частина кістки, що будується.
• Ланцюги колагену XIV, α1(XIV)3: він пов’язаний з волокнами, зокрема в шкірі, рогівці та суглобовому хрящі.

Ми могли б продовжувати наводити приклади, оскільки ми залишаємо колагени IV, VI, VII, VIII, IX, XI, XII та інші в темряві, оскільки їх всього 22. У будь-якому випадку ідея зрозуміла: це білок Він складається з різних типів ланцюгів і, залежно від їх розташування (волокна, мережі, гексагональні мережі, пов’язані з волокнами або трансмембранні), можна нарахувати кілька типів колагену., з різними функціями.

• Вас може зацікавити: «20 типів білків та їх функції в організмі»

загальні узагальнення

Це може бути дуже заплутаним у такій специфічній термінології, оскільки легко загубитися між ланцюгами, поліпептидами та зонами синтезу. З цієї причини ми збираємо ряд основних ідей щодо колагену в наступному списку:

• Усі типи колагену представляють повторюваний мотив гліцин-пролін-X і складаються з 3 взаємопов’язаних ланцюгів з різними характеристиками в кожному випадку.
• Різні типи колагену відрізняються передусім своєю здатністю утворювати волокна, мережі або служити з’єднувальними точками між ними.
• Більша частина колагену в організмі розташована у формі волокон і відноситься до категорії колагену I типу.
• Колаген не синтезується безпосередньо, оскільки він задуманий у формі проколагену, щоб пізніше пройти процес глікозилювання та дати початок потрійній спіралі.
• Волокнистий колаген має дуже специфічні морфологічні вимоги і тому сприйнятливий до мутацій. Це може виливатися в різні клінічні картини.

Яку функцію виконує колаген?

Колаген - це тиОдна з основних частин сполучної тканини, оскільки синтезується і виділяється фібробластами, дуже багато в цих асоціаціях тканин. Як вказує його назва (сполучна, з'єднання), колаген та інші клітинні тіла, пов'язані з цими тканинами Вони призначені для з’єднання структур тіла та утримання їх разом, таким чином створюючи тривимірну форму тіла. людини.

колаген Він має високу міцність на розрив, що робить його основним кандидатом для формування частини фасцій, хрящів, зв’язок, шкіри, сухожиль і кісток.. Крім того, разом з кератином і еластином він є причиною пластичності і деформованості шкіри. Окрім типу I, колаген XVII є ще одним із найважливіших, оскільки він є точкою з’єднання між дермою та епідермісом.

Крім того, слід зазначити, що колаген супроводжує нас за межами опорно-рухового апарату та шкіри, оскільки він також є частиною ключових структур під час внутрішньоутробного розвитку, кровоносних судин, міжхребцевих дисків і навіть рогівка. Не заходячи далі, строма, найтовстіша частина рогівки ока, складається з приблизно 200 з’єднаних між собою колагенових волокон. Без цього білка нормально бачити було б неможливо.

З усіх цих причин, не дивно, що багато мутацій, пов'язаних з генами, що кодують колаген, призводять до серйозних патологій. Крім того, оскільки одноланцюгові мутації можуть впливати на здорові колагенові волокна, ці мутації вважаються домінантними (вони виражаються, навіть якщо одна з двох копій гена є лють). Анкілозуючий спондиліт, дерматоміозит, склеродермія, псоріатичний артрит і багато інших захворювань так чи інакше пов'язані з колагеном.

Резюме

Таким чином, колаген — це тип білка, який може мати до 22 різних форм залежно від ланцюгів. що його складають, порядок амінокислот, зв’язок з рештою клітинних елементів і місце Місцезнаходження. Хоча до 9 із 10 колагенових волокон належать до типу I, усі вони відіграють важливу роль у довгостроковому добробуті.

Крім того, колаген входить до складу шкіри, тому його часто асоціюють із засобами проти старіння та омолоджуючими кремами. Старіння, куріння, вплив ультрафіолетового випромінювання та інші події можуть зменшити виробництво колагену та руйнує наявний, що призводить до появи зморшок і типового вигляду під час старіння.