El colágeno tipo I es el colágeno más abundante del cuerpo humano y constituye alrededor del 90% del colágeno total del cuerpo de los vertebrados. Debido a esto, también es el tipo de proteína más abundante que se encuentra en todos los vertebrados. El tipo I forma fibras eosinófilas grandes conocidas como fibras de colágeno, que constituyen la mayor parte del tejido conectivo denso en forma de cuerda del cuerpo. [1] El colágeno I en sí se crea mediante la combinación de una cadena proalfa1 y proalfa2 creada por los genes COL1alfa1 y COL1alfa2 respectivamente. El propio gen Col I adopta una conformación de triple hélice debido a su estructura de glicina -XY, siendo xey cualquier tipo de aminoácido. El colágeno también se puede encontrar en dos isoformas diferentes, ya sea como homotrímero o como heterotrímero, y ambos se pueden encontrar durante diferentes períodos de desarrollo. Los heterotrímeros, en particular, desempeñan un papel importante en la cicatrización de heridas [2] y son la isoforma dominante que se encuentra en el cuerpo. [2]
El colágeno tipo I se puede encontrar en innumerables lugares diferentes del cuerpo, principalmente formando la matriz de los tejidos conectivos. Está presente en el tejido cicatricial , así como en los tendones , ligamentos , el endomisio de las miofibrillas , la parte orgánica del hueso , la dermis , la dentina y las cápsulas de los órganos.
El proceso de creación del colágeno tipo I comienza con la producción y combinación de dos subunidades separadas, llamadas cadenas pro-alfa1(I) y pro-alfa2(I). Estas cadenas pro-alfa están codificadas por los genes COL1A1 y COL1A2 respectivamente y cuando se combinan producen procolágeno tipo I. [3] Este proceso transcripcional tiene lugar dentro del retículo endoplásmico de la célula y debe sufrir modificaciones postraduccionales para producir el producto final de colágeno tipo I. [4] El complejo de procolágeno luego es modificado por diferentes enzimas proteinasas que escinden los propéptidos terminales N y C que están presentes en ambos lados de la molécula. Este proceso ocurre fuera de la membrana celular en la cual, después del procesamiento, las moléculas se entrecruzan y forman un producto final de colágeno tipo I.
El colágeno tipo I tiene una forma de triple hélice causada por su composición de aminoácidos. Su dominio específico sigue un orden de GXY en el que las ranuras X e Y están ocupadas por cualquier aminoácido distinto de la glicina; sin embargo, estas ranuras suelen estar ocupadas tanto por hidroxiprolina como por prolina , sin ningún orden en particular. [5] Esta conformación específica terminará repitiéndose y empaquetándose en una estructura hexagonal para formar fibrillas de colágeno.
La masa molecular del colágeno tipo I es de 300.000 g/mol y se ensambla en uno de dos conjuntos moleculares de orden superior. Forma una gran estructura sólida formada por interacciones proteicas estrictas y no flexibles. [6] Esta gran estructura multiproteica se mantiene unida de manera crucial principalmente mediante enlaces de hidrógeno y las fibrillas se ajustan a un tamaño de diámetro típico entre 25 y 400 nanómetros en esta conformación de fibrillas. [5]
Se sabe que las mutaciones en los genes que codifican el colágeno tipo 1 causan una gran variedad de afecciones diferentes, entre ellas:
Síndrome de Ehlers-Danlos de tipo valvular cardíaco : este tipo de Ehlers-Danlos es causado por mutaciones dentro del gen COL1alpha2, que es responsable de codificar la cadena de colágeno pro-alfa2. [7]
Síndrome de Ehlers-Danlos de tipo vascular: se sabe que algunos pacientes con Ehlers-Danlos de tipo vascular, que es causado por mutaciones en COL3alpha1, también tienen mutaciones en el gen COL1alpha1. Sin embargo, las asociaciones exactas siguen siendo desconocidas. [8]
Síndrome de Ehlers-Danlos tipo atrocalasia: Este tipo de Ehlers-Danlos es causado por la mutación de los genes COL1alpha1 y COL1alpha2, que son los encargados de codificar las cadenas proalfa1 y proalfa2 respectivamente.
Osteogénesis imperfecta (tipos 1 a 4): se sabe que las mutaciones en COL1alpha 1 y/o COL1alpha2 causan varios tipos diferentes de osteogénesis imperfecta y la gravedad de dichas enfermedades está relacionada con el tipo y la frecuencia de las mutaciones que ocurren. [9] Para obtener más información sobre el efecto de COL1 en esta enfermedad, consulte Colágeno, tipo 1, alfa 1 .
Enfermedad de Caffey : esta afección es causada por una mutación en el gen COL1alfa que reemplaza la arginina con cisteína en el sitio de la proteína 836. Esta mutación particular hace que las fibrillas de tipo I varíen mucho en tamaño y forma. [10]
Ver Colágeno, tipo I, alfa 1#Importancia clínica
Los marcadores utilizados para medir la pérdida ósea no son fácilmente comprobables. La degradación del colágeno tipo I libera metabolitos que pueden usarse para controlar la resorción. [11]