Colágeno, tipo I, alfa 1

El colágeno tipo I, alfa 1, también conocido como colágeno alfa-1 tipo I, es una proteína que en los humanos está codificada por el COL1A1 gen. COL1A1 codifica el componente principal del colágeno tipo I, el colágeno fibrilar que se encuentra en la mayoría de los tejidos conectivos, incluido el cartílago.

Función

El colágeno es una proteína que fortalece y sostiene muchos tejidos del cuerpo, incluidos el cartílago, el hueso, el tendón, la piel y la parte blanca del ojo (esclerótica). El gen COL1A1 produce un componente del colágeno tipo I, llamado cadena pro-alfa1(I). Esta cadena se combina con otra cadena pro-alfa1(I) y también con una cadena pro-alfa2(I) (producida por el gen COL1A2) para formar una molécula de procolágeno tipo I. Estas moléculas de procolágeno de triple cadena, parecidas a cuerdas, deben ser procesadas por enzimas fuera de la célula. Una vez que estas moléculas se procesan, se organizan en fibrillas largas y delgadas que se entrecruzan entre sí en los espacios alrededor de las células. Los enlaces cruzados dan como resultado la formación de fibras de colágeno tipo I maduras muy fuertes. La función del colágeno incluye rigidez y elasticidad.

Gen

El gen COL1A1 está ubicado en el brazo largo (q) del cromosoma 17 entre las posiciones 21.3 y 22.1, del par de bases 50183289 al par de bases 50201 632.

Importancia clínica

Las mutaciones en el gen COL1A1 están asociadas con las siguientes condiciones:

• Síndrome de Ehlers-Danlos, tipo vascular: In rare cases, specific heterozygous arginine-to-cysteine substitution mutations in COL1A1 que también están asociados con la fragilidad vascular y la mimic COL3A1-vEDS
• Síndrome de Ehlers-Danlos, tipo artrochalasia: Es causada por mutaciones en el COL1A1 Gene. Las mutaciones en las COL1A1 gen que causa que este trastorno instruya a la célula a dejar fuera una parte de la cadena pro-alfa1(I) que contiene un segmento utilizado para adjuntar una molécula a otra. Cuando falta esta parte de la proteína, la estructura del colágeno tipo I está comprometida. Los tejidos ricos en colágeno tipo I, como la piel, los huesos y los tendones, se ven afectados por este cambio. Ehlers–Danlos tipo IV se atribuye más a anomalías en las fibras reticulares (tipo de colágeno III).
• Síndrome de Ehlers-Danlos, tipo clásico: En casos raros, una mutación en el COL1A1 gen ha demostrado causar el tipo clásico del síndrome de Ehlers-Danlos. Esta mutación sustituye la cisteína de aminoácidos por la arginina de aminoácidos en la posición 134 en la proteína hecha por el gen. (La mutación también se puede escribir como Arg134Cys.) La proteína alterada interactúa anormalmente con otras proteínas de construcción de colágeno, alterando la estructura de fibriles de colágeno tipo I y atrapando colágeno en la célula. Los investigadores creen que estos cambios en el colágeno causan los signos y síntomas del trastorno. Ehlers–Danlos tipo IV se atribuye más a anomalías en las fibras reticulares (tipo de colágeno III). Sin la hidroxilación de lisina, por la enzima lysyl hydroxylase, la estructura final de colágeno no puede formar.
• Osteogenesis imperfecta, tipo I: Osteogenesis imperfecta es el trastorno más común causado por mutaciones en este gen. Mutaciones que inactivan una de las dos copias de los COL1A1 gen causa osteogénesis imperfecta tipo I. La copia mutada del gen no produce ninguna cadena de colágeno pro-alfa1(I). Debido a que sólo una copia del gen está dirigiendo la célula para hacer cadenas pro-alfa1(I), las células de personas con este trastorno hacen sólo la mitad de la cantidad normal de colágeno tipo I, que resulta en la fragilidad ósea y otros síntomas.
• Osteogenesis imperfecta, tipo II: Muchos tipos diferentes de mutaciones COL1A1 gen puede causar osteogénesis imperfecta tipo II. Estas mutaciones van desde piezas perdidas de las COL1A1 gen a substituciones de aminoácidos, en las que la glicina de aminoácidos es reemplazada por otro aminoácido en el hilo de proteínas. A veces se altera un extremo del gen (llamado C-terminus), que interfiere con la asociación de las hebras de proteína. Todos estos cambios impiden la producción normal de colágeno tipo I maduro, que resulta en esta condición severa, osteogénesis imperfecta tipo II.
• Osteogenesis imperfecta, tipo III: Mutaciones en la COL1A1 gen puede resultar en la producción de una proteína que falta segmentos, por lo que es inutilizable para la producción de colágeno. Otras mutaciones hacen que la glicina aminoácida sea reemplazada por un aminoácido diferente en la cadena pro-alfa1(I), que inhibe la interacción esencial entre cadenas de proteínas. Tipo La producción de colágeno se ve inhibida por la incapacidad de las hebras de procollagen alteradas para asociar y formar la estructura triple de colágeno maduro. Estas alteraciones afectan negativamente a los tejidos ricos en colágeno tipo I, como la piel, los huesos, los dientes y los tendones, lo que conduce a los signos y síntomas de la osteogénesis imperfecta tipo III.
• Osteogenesis imperfecta, tipo IV: Varios tipos de mutaciones en el COL1A1 gen causa osteogénesis imperfecta tipo IV. Estas mutaciones pueden implicar piezas perdidas de las COL1A1 gen o cambios en los pares base (los bloques de construcción del ADN). Estas alteraciones de genes resultan en una proteína que falta segmentos o tiene sustituciones de aminoácidos; específicamente, la glicina de aminoácidos es reemplazada por otro aminoácido. Todos estos cambios interfieren con la formación de la molécula madura de colágeno tricelada e impiden la producción de colágeno tipo I maduro, lo que resulta en osteogénesis imperfecta tipo IV.
• Osteoporosis: La osteoporosis es una condición que hace que los huesos sean progresivamente más frágiles y propensos a la fractura. Una variación particular (polymorfismo) en el COL1A1 gen parece aumentar el riesgo de desarrollar osteoporosis. Una variación específica en el sitio de unión Sp1 se muestra asociada con mayor riesgo de baja masa ósea y fractura vertebral, debido a los cambios COL1A1 proteína producida de una copia del gen. Varios estudios han demostrado que las mujeres con esta variación genética particular en el sitio Sp1 tienen más probabilidades de tener signos de osteoporosis que las mujeres sin la variación.
• Predisposición a las hernias.
• Predisposición a la enfermedad degenerativa del disco, y herniación del disco.