Makhluk hidup terdiri dari banyak zat kimia yang berbeda (antara 25 dan 30), tetapi 96% dari massa sebagian besar sel terdiri dari biounsur penting berikut: karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), belerang (S), nitrogen (N) dan fosfor (P), yang jauh lebih berlimpah dalam bahan organik hidup daripada di unsur-unsur lain di kerak bumi.
Protein, makromolekul yang terbentuk dari rantai linier asam amino, adalah dasar dari semua jaringan hidup , karena mereka mewakili 80% protoplasma sel yang terdehidrasi dan 50% dari berat kering semua jaringan dalam tubuh. Gen, tertutup dalam nukleus dalam bentuk kromosom, mengkodekan sintesis protein tertentu melalui urutan asam nukleat. Berkat mekanisme transkripsi dan translasi, kode genetik menjadi unsur fungsional yang membentuk tubuh kita.
Sekitar 500 jenis asam amino telah diidentifikasi, tetapi hanya 20 yang merupakan bagian dari protein tubuh manusia, yaitu, mereka dikodekan pada tingkat genetik. Bagaimanapun, jumlah asam amino yang bergabung, urutan penempatan masing-masing asam amino, konformasi tiga dimensi rantai dan gugus prostetik (non-protein) memberikan variasi protein tanpa kompromi hanya dalam satu organisme. Hari ini kita akan memberi tahu Anda segalanya tentang salah satu yang paling penting: kolagen .
- Artikel terkait: “4 jenis kulit (dan cara merawatnya)”
Apa itu kolagen?
Kolagen adalah protein berserat yang paling melimpah di matriks ekstraseluler dan di jaringan ikat . Ini adalah salah satu komponen utama kulit dan tulang dan, oleh karena itu, mencakup sekitar 25% dari massa protein tubuh manusia. Ini juga ditemukan di tendon, ligamen, dan tulang rawan. Tergantung pada derajat mineralisasi, kolagen dapat menjadi kaku, dapat ditempa atau ditemukan dalam spektrum yang luas di antara kedua istilah tersebut.
Kolagen adalah protein dan, oleh karena itu, terdiri dari asam amino. Asam amino adalah subunit protein dasar yang dihubungkan oleh ikatan peptida: ketika mereka mengasosiasikan dari 2 hingga 10 senyawa itu disebut peptida, dari 10 hingga 50 itu adalah polipeptida dan dari 50 itu adalah protein. Kode genetik bersifat universal, artinya informasi yang mengkodekan penempatan asam amino saat menyusun protein adalah sama pada semua makhluk hidup.
Secara umum, protein yang sangat istimewa ini berbentuk heliks rangkap tiga, terdiri dari dua rantai polipeptida identik 1 dan satu yang sedikit berbeda darinya (α2). Motif kekambuhan yang paling umum untuk kolagen adalah sebagai berikut:
Glisin-prolin-X // glisin-X-hidroksiprolin
Perlu dicatat bahwa “X” adalah asam amino apa pun yang bukan salah satu dari 3 yang disebutkan. Karena konformasi ini, kolagen kaya akan asam amino glisin, prolin, dan hidroksiprolin . Terutama asam amino terakhir ini membedakannya dari unsur protein lainnya, karena tidak biasa protein memiliki begitu banyak hidroksiprolin dalam tulang punggung polipeptidanya. Sebagai contoh, kolagen manusia memiliki 329 glisin, 126 prolin dan 95 unit hidroksiprolin per 1000 residu asam amino.
- Anda mungkin tertarik: “Jaringan ikat: apa itu, karakteristik dan jenisnya”
Jenis-jenis kolagen
Kita telah berbicara tentang kolagen sebagai protein yang unik dan tidak berubah, tetapi tidak ada yang lebih jauh dari kebenaran. Bergantung pada jenis rantai yang ada, susunannya, lokasinya, dan keterkaitannya dengan unsur lain, berbagai jenis kolagen dapat dideteksi . Di antara mereka, kita menyoroti yang berikut:
- Kolagen tipe I, rantai 1, 1, 2 (I): membentuk 90% kolagen tubuh. Ini ditemukan di kulit, tulang, tendon, ligamen, dentin, dan kornea.
- Kolagen tipe II, [α1 (II)] 3 rantai: ditemukan di tulang rawan hialin, humor vitreus, dan notochord, tali tulang rawan chordata, yang pada manusia berkembang di tulang belakang.
- Kolagen tipe III, [α1 (III)] 3 rantai: terletak di kulit, di pembuluh darah, dan sebagai bagian dari jaringan organ dalam.
- Kolagen tipe V, rantai 1, 1, 2-α3 (V): kulit, tulang, plasenta, dan membran janin.
- Kolagen tipe X, [α1 (X)] 3 rantai: sementara yang disebutkan sejauh ini disajikan dalam bentuk serat, ia membentuk jaringan heksagonal. Ini adalah bagian dari tulang yang sedang dibangun.
- Kolagen XIV, 1 (XIV) 3 rantai: ditemukan terkait dengan serat, khususnya di kulit, kornea dan tulang rawan artikular.
Kita dapat melanjutkan dengan mengutip contoh, karena kita meninggalkan dalam wadah tinta kolagen IV, VI, VII, VIII, IX, XI, XII dan lain-lain, karena ada total 22. Bagaimanapun, idenya jelas: protein ini adalah terdiri dari berbagai jenis rantai dan, tergantung pada susunannya (serat, jaringan, jaringan heksagonal, terkait dengan serat atau transmembran), beberapa jenis kolagen dapat dihitung , dengan fungsi yang berbeda.
- Anda mungkin tertarik: “20 jenis protein dan fungsinya dalam tubuh”
Gambaran umum
Ini bisa sangat membingungkan untuk menimbulkan terminologi khusus seperti itu, karena mudah tersesat di antara rantai, polipeptida, dan area sintesis. Oleh karena itu, kita mengumpulkan serangkaian ide dasar tentang kolagen dalam daftar berikut :
- Semua jenis kolagen memiliki motif berulang glisin-prolin-X dan terdiri dari 3 rantai yang saling berhubungan, dengan karakteristik yang berbeda dalam setiap kasus.
- Berbagai jenis kolagen berbeda, terutama dalam kemampuannya untuk membentuk serat, jaringan atau dengan tujuan sebagai titik penghubung di antara mereka.
- Sebagian besar kolagen dalam tubuh tersusun dalam bentuk serat dan termasuk dalam kategori kolagen tipe I.
- Kolagen tidak disintesis secara langsung, karena dikandung dalam bentuk prokolagen, untuk kemudian mengalami proses glikosilasi dan menimbulkan triple helix.
- Kolagen berserat memiliki persyaratan morfologi yang sangat spesifik dan oleh karena itu rentan terhadap mutasi. Ini dapat diterjemahkan ke dalam berbagai gambaran klinis.
Apa fungsi kolagen?
Kolagen adalah salah satu bagian utama dari jaringan ikat, karena disintesis dan disekresikan oleh fibroblas , yang sangat melimpah di asosiasi jaringan ini. Seperti namanya (ikatan, koneksi), kolagen dan seluruh badan sel yang terkait dengan jaringan ini dimaksudkan untuk menghubungkan struktur tubuh dan menyatukannya, sehingga memunculkan bentuk tiga dimensi tubuh manusia.
Kolagen memiliki kekuatan tarik yang besar, menjadikannya kandidat utama untuk fasia, tulang rawan, ligamen, kulit, tendon, dan tulang . Selain itu, bersama dengan keratin dan elastin, itu adalah penyebab plastisitas dan kapasitas deformasi kulit. Di luar tipe I, kolagen XVII adalah salah satu yang paling penting, karena merupakan titik penyatuan antara dermis dan epidermis.
Selain itu, perlu dicatat bahwa kolagen menyertai kita di luar sistem lokomotor dan kulit, karena juga merupakan bagian dari struktur kunci selama perkembangan janin, pembuluh darah, cakram intervertebralis dan bahkan kornea. Tanpa melangkah lebih jauh, stroma, bagian paling tebal dari kornea mata, terdiri dari sekitar 200 serat kolagen yang saling berhubungan. Tanpa protein ini, tidak mungkin melihat dengan benar.
Untuk semua alasan ini, tidak mengherankan bahwa banyak mutasi yang terkait dengan gen yang mengkode kolagen menyebabkan patologi yang serius . Selain itu, karena mutasi pada satu rantai dapat memengaruhi serat kolagen yang sehat, mutasi ini dianggap dominan (diekspresikan meskipun salah satu dari dua salinan gen tersebut sehat). Ankylosing spondylitis, dermatomiositis, scleroderma, psoriatic arthritis, dan banyak penyakit lain yang berhubungan dengan kolagen dalam satu atau lain cara.
Ringkasan
Singkatnya, kolagen adalah jenis protein yang dapat mengambil hingga 22 bentuk berbeda, tergantung pada rantai yang menyusunnya, urutan asam amino, hubungan dengan unsur seluler lainnya, dan lokasi lokasinya. Sementara hingga 9 dari 10 serat kolagen adalah Tipe I, mereka semua memainkan peran penting dalam kesehatan jangka panjang.
Selain itu, kolagen adalah bagian dari kulit, sehingga sering dikaitkan dengan produk anti penuaan dan krim peremajaan. Penuaan, merokok, paparan radiasi ultraviolet, dan peristiwa lainnya dapat mengurangi produksi kolagen dan menurunkan kolagen yang ada, menghasilkan kerutan dan penampilan khas selama penuaan.