Funzioni di proteine ​​strutturali, esempi e caratteristiche

IL Proteine ​​strutturali Sono proteine ​​importanti presenti in tutte le cellule eucariotiche, cioè sono sia nelle cellule animali che vegetali. Questi fanno parte di strutture biologiche estremamente diverse come pelle, capelli, ragnatela, seta, tessuto connettivo, pareti cellulari di piante, ecc.

Sebbene il termine "proteina strutturale" sia comunemente usato per fare riferimento a proteine ​​come collagene, cheratina ed elastina, esistono anche importanti proteine ​​strutturali intracellulari che contribuiscono al mantenimento della struttura interna delle cellule.

Fotografia delle fibre di collagene di tipo I, una classe proteica strutturale (fonte: Louisa Howard [dominio pubblico] via Wikimedia Commons)

Queste proteine, appartenenti al citoscheletro, controllano anche la posizione subcellulare degli organelli e forniscono i macchinari di trasporto e comunicazione tra di loro.

Alcune proteine ​​strutturali sono state studiate in dettaglio e hanno permesso di comprendere più profondità la struttura delle proteine ​​generali. Esempio di questi sono fibroine di seta, collagene e altro.

Dallo studio della fibroina di seta, ad esempio, la struttura proteica secondaria dei fogli piazzati β e, dai primi studi condotti con il collagene, è stata descritta la struttura tripla eltratrice secondaria.

Pertanto, le proteine ​​strutturali sono essenziali sia all'interno delle singole cellule che nei tessuti che sono per.

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Funzioni

Le funzioni delle proteine ​​strutturali sono piuttosto diverse e dipendono soprattutto dal tipo di proteina in questione. Tuttavia, si potrebbe dire che la sua funzione principale è il mantenimento dell'integrità strutturale delle cellule e, in senso più ampio, della struttura corporea.

Per quanto riguarda le proteine ​​strutturali del corpo, la cheratina, ad esempio, ha funzioni in protezione e copertura, in difesa, in movimento, tra gli altri.

L'epidermide della pelle dei mammiferi e di altri animali ha un gran numero di filamenti costituiti dalla cheratina. Questo strato ha funzioni nella protezione dell'organismo contro diversi tipi di fattori stressanti o dannosi.

Spine e picchi, nonché corna e cime, artigli e unghie, che sono tessuti cheratinizzati, funzioni di esercizio sia nella protezione che nella difesa del corpo.

Industrialmente, la lana e i capelli di molti animali sono sfruttati per la fabbricazione di abbigliamento e altri tipi di abbigliamento, quindi hanno un'ulteriore importanza, in modo antropocentricamente parlando.

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Proteine ​​strutturali cellulari

Dal punto di vista cellulare, le proteine ​​strutturali hanno funzioni trascendentali, poiché costituiscono la cornice interna che conferisce la forma caratteristica di ogni cellula: il citoscheletro.

Come parte del citoscheletro, anche proteine ​​strutturali come actina, tubulina, miosina e altri partecipano alle funzioni di trasporto e di comunicazione interna, nonché a eventi di mobilità cellulare (nelle cellule in grado di muoversi).

L'esistenza di ciglia e flagelli, ad esempio, dipende in gran parte da proteine ​​strutturali che costituiscono i filamenti spessi e sottili, composti da actina e tubulina.

Esempi di proteine ​​strutturali e loro caratteristiche

Poiché esiste una grande diversità di proteine ​​strutturali, ci saranno solo esempi dei più importanti e abbondanti tra gli organismi eucariotici.

I batteri e altri procarioti, insieme ai virus, hanno anche importanti proteine ​​strutturali nei loro corpi cellulari, tuttavia la maggior parte dell'attenzione si concentra sulle cellule eucariotiche.

-Actina

L'actina è una proteina che forma filamenti (filamenti di actina) noti come microfilamenti. Questi microfilamenti sono molto importanti nel citoscheletro di tutte le cellule eucariotiche.

I filamenti di actina sono due polimeri elicoidali a catena. Queste strutture flessibili hanno un diametro da 5 a 9 nm e sono organizzate come travi lineari, reti bidimensionali o gel a tre dimensioni.

L'actina è distribuita in tutta la carta, tuttavia è particolarmente concentrata in uno strato o una corteccia attaccata alla faccia interna della membrana plasmatica poiché è una parte fondamentale del citoscheletro.

-Collagene

Il collagene è una proteina presente negli animali ed è particolarmente abbondante nei mammiferi, che hanno almeno 20 geni diversi che codificano le varie forme di questa proteina che si possono trovare nei loro tessuti.

Si trova principalmente in ossa, tendini e pelle, dove costituisce oltre il 20% della massa proteica totale dei mammiferi (maggiore della percentuale di qualsiasi altra proteina).

Nei tessuti connettivi in ​​cui si trova, il collagene costituisce una parte importante della parte fibrosa della matrice extracellulare (che è anche composta da sostanza fondamentale), dove forma fibre elastiche che supportano le forze di grande tensione.

Struttura delle fibre di collagene

Le fibre di collagene sono composte da subunità uniformi di molecole tropocollagene, che hanno 280 nm di lunghezza e 1.Diametro di 5 nm. Ogni molecola di tropocollagen è costituita da tre catene polipeptidiche conosciute come catene alfa, che sono associate tra loro come una tripla elica.

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Ognuna delle catene alfa ha circa 1000 rifiuti di aminoacidi, dove glicina, prolina, idrossiprolina e idrossilisina sono molto abbondanti (il che è anche vero per altre proteine ​​strutturali come la cheratina).

A seconda del tipo di fibra di collagene considerata, si trovano in luoghi diversi e hanno proprietà e funzioni diverse. Alcuni sono specifici di ossa e dentina, mentre altri fanno parte della cartilagine e così via.

-Cheratina

La cheratina è la proteina strutturale più importante dei cheratinociti, uno dei tipi di cellule più abbondanti dell'epidermide. È una proteina fibrosa insolubile che si trova anche nelle cellule e nei tegomenti di molti animali.

Dopo il collagene, la cheratina è la seconda proteina più abbondante nel corpo dei mammiferi. Oltre ad essere una parte sostanziale dello strato più esterno della pelle, questa è la principale proteina strutturale di capelli e lana, unghie, artigli e zoccoli, piume e corna.

In natura ci sono diversi tipi di cheratine (analogamente ai diversi tipi di collagene), che hanno funzioni diverse. ALFA e beta cheratin sono le più conosciute. Le prime inchioda, corna, picchi ed epidermide dei mammiferi, mentre i secondi sono abbondanti in picchi, scale e piume e uccelli rettili.

-Elastina

L'elastina, un'altra proteina di origine animale, è una componente chiave della matrice extracellulare e ha importanti funzioni nell'elasticità e nella resilienza di molti tessuti negli animali vertebrati.

Questi tessuti includono arterie, polmoni, legamenti e tendini, pelle e cartilagine elastica.

L'elastina comprende oltre l'80% delle fibre elastiche presenti nella matrice extracellulare ed è circondata da microfibrille composte da varie macromolecole. La struttura delle matrici composta da queste fibre varia tra i diversi tessuti.

Nelle arterie, queste fibre elastiche sono organizzate in anelli concentrici attorno al lume arterioso; Nei polmoni, le fibre di elastina formano un quadro sottile in tutto l'organo, concentrandosi su aree come le aperture di alveoli.

Nei tendini, le fibre di elastina sono in parallelo per quanto riguarda l'organizzazione tissuta.

-Esteso

Le pareti cellulari delle piante sono principalmente composte da cellulosa, tuttavia alcune delle proteine ​​associate a questa struttura hanno anche rilevanza funzionale e strutturale.

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Le estensine sono una delle proteine ​​della parete più conosciute e sono caratterizzate da ripetute sequenza di Pentapétida (HYP) 4. Sono ricchi di rifiuti di base come la lisina, il che contribuisce alla loro interazione con gli altri componenti nella parete cellulare.

La sua funzione ha a che fare con l'indurimento o il rafforzamento delle pareti. Così come altre proteine ​​strutturali negli animali, nelle piante ci sono diversi tipi di estensioni, che sono espressi da diversi tipi di cellule (non tutte le cellule producono estensioni).

Nei semi di soia, ad esempio, le estensioni sono prodotte dalle cellule sclelechy, mentre nelle piante di tabacco è stato dimostrato che le radici laterali hanno due strati di cellule che esprimono queste proteine.

-Foglia

Gli organelli cellulari hanno anche le loro proteine ​​strutturali, che sono responsabili del mantenimento della loro forma, della loro motilità e molti altri processi fisiologici e metabolici inerenti a loro.

La regione interna della membrana nucleare è associata a una struttura nota come lamiera nucleare ed entrambi hanno una composizione proteica molto speciale. Tra le proteine ​​che compongono la lamina nucleare ci sono proteine ​​chiamate fogli.

I fogli appartengono al gruppo di filamenti intermedi di tipo V e ci sono diversi tipi, i più noti sono A e B. Queste proteine ​​possono interagire tra loro o con altri elementi interni del nucleo come matrice, cromatina e membrana nucleare interna.

Riferimenti

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