Fonctions, exemples et caractéristiques des protéines structurelles

Le Protéines structurelles Ce sont des protéines importantes présentes dans toutes les cellules eucaryotes, c'est-à-dire qu'elles sont toutes deux dans les cellules animales et végétales. Ceux-ci font partie de structures biologiques extrêmement diverses telles que la peau, les cheveux, le réseau d'araignée, la soie, le tissu conjonctif, les parois cellulaires des plantes, etc.

Bien que le terme «protéine structurelle» soit couramment utilisé pour désigner des protéines telles que le collagène, la kératine et l'élastine, il existe également d'importantes protéines structurelles intracellulaires qui contribuent au maintien de la structure interne des cellules.

Photographie des fibres de collagène de type I, une classe de protéines structurelles (source: Louisa Howard [domaine public] via Wikimedia Commons)

Ces protéines, appartenant au cytosquelette, contrôlent également l'emplacement subcellulaire des organites et fournissent les machines de transport et de communication entre elles.

Certaines protéines structurelles ont été étudiées en détail et ont permis à comprendre plus de profondeur la structure des protéines générales. Exemple d'entre eux sont des fibroine de soie, du collagène et d'autres.

D'après l'étude de la fibroine de soie, par exemple, la structure des protéines secondaires des feuilles complétées par β et, à partir des premières études réalisées avec le collagène, la structure secondaire de l'hélice triple a été décrite.

Par conséquent, les protéines structurelles sont essentielles à la fois à l'intérieur des cellules individuelles et dans les tissus qui sont pour.

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Les fonctions

Les fonctions des protéines structurelles sont assez diverses et dépendent surtout du type de protéine en question. Cependant, on pourrait dire que sa fonction principale est le maintien de l'intégrité structurelle des cellules et, dans un sens plus large, de la structure corporelle.

Quant aux protéines structurelles corporelles, la kératine, par exemple, a des fonctions de protection et de couverture, en défense, en mouvement, entre autres.

L'épiderme de la peau des mammifères et d'autres animaux a un grand nombre de filaments constitués par la kératine. Cette couche a des fonctions dans la protection de l'organisme contre différents types de facteurs stressants ou nocifs.

Des épines et des pointes, ainsi que des cornes et des pics, des griffes et des ongles, qui sont des tissus kératinisés, des fonctions d'exercice à la fois dans la protection et dans la défense du corps.

Industriellement, la laine et les cheveux de nombreux animaux sont exploités pour la fabrication de vêtements et d'autres types de vêtements, ils ont donc une importance supplémentaire, anthropocentriquement parlant.

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Protéines structurales cellulaires

Du point de vue cellulaire, les protéines structurelles ont des fonctions transcendantales, car elles constituent le cadre interne qui confère la forme caractéristique de chaque cellule: le cytosquelette.

Dans le cadre du cytosquelette, des protéines structurelles telles que l'actine, la tubuline, la myosine et d'autres participent également aux fonctions de transport et de communication interne, ainsi qu'aux événements de mobilité cellulaire (dans des cellules capables de se déplacer).

L'existence de cils et de flagelles, par exemple, dépend en grande partie de protéines structurelles qui constituent les filaments épais et minces, composés d'actine et de tubuline.

Exemples de protéines structurelles et de leurs caractéristiques

Puisqu'il existe une grande diversité de protéines structurelles, il n'y aura que des exemples des organismes les plus importants et les plus abondants parmi les organismes eucaryotes.

Les bactéries et autres procaryotes, ainsi que les virus, ont également des protéines structurelles importantes dans leur corps cellulaire, cependant, la plupart de l'attention se concentre sur les cellules eucaryotes.

-Actine

L'actine est une protéine qui forme des filaments (filaments d'actine) appelés microfilaments. Ces microfilaments sont très importants dans le cytosquelette de toutes les cellules eucaryotes.

Les filaments d'actine sont des polymères hélicoïdaux à deux chaînes. Ces structures flexibles ont de 5 à 9 nm de diamètre et sont organisées sous forme de faisceaux linéaires, de réseaux à deux dimensions ou de gels à trois dimensions.

L'actine est distribuée dans toute la carte, cependant, elle est particulièrement concentrée dans une couche ou une écorce attachée à la face intérieure de la membrane plasmique car il s'agit d'un élément fondamental du cytosquelette.

-Collagène

Le collagène est une protéine présente chez les animaux et est particulièrement abondant chez les mammifères, qui ont au moins 20 gènes différents qui codent les différentes formes de cette protéine qui peuvent être trouvées dans leurs tissus.

Il se trouve principalement dans les os, les tendons et la peau, où il constitue plus de 20% de la masse totale des protéines des mammifères (supérieur au pourcentage de toute autre protéine).

Dans les tissus conjonctifs où il est situé, le collagène constitue une partie importante de la partie fibreuse de la matrice extracellulaire (qui est également composée de substance fondamentale), où elle forme des fibres élastiques qui soutiennent de grandes forces de tension.

Structure des fibres de collagène

Les fibres de collagène sont composées de sous-unités uniformes de molécules de tropocollagène, qui ont 280 nm de long et 1.5 nm de diamètre. Chaque molécule de tropocollagène est constituée de trois chaînes polypeptidiques appelées chaînes alpha, qui sont associées les unes aux autres comme une triple hélice.

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Chacune des chaînes alpha a environ 1000 déchets d'acides aminés, où la glycine, la proline, l'hydroxyproline et l'hydroxiline sont très abondantes (ce qui est également vrai pour d'autres protéines structurelles telles que la kératine).

Selon le type de fibre de collagène considéré, ceux-ci se trouvent à différents endroits et ont des propriétés et des fonctions différentes. Certains sont spécifiques de l'os et de la dentine, tandis que d'autres font partie du cartilage et ainsi de suite.

-Kératine

La kératine est la protéine structurelle la plus importante des kératinocytes, l'un des types cellulaires les plus abondants de l'épiderme. Il s'agit d'une protéine fibreuse insoluble qui se trouve également dans les cellules et les téguments de nombreux animaux.

Après le collagène, la kératine est la deuxième protéine la plus abondante du corps des mammifères. En plus d'être une partie substantielle de la couche la plus externe de la peau, c'est la principale protéine structurelle des cheveux et de la laine, des ongles, des griffes et des sabots, des plumes et des cornes.

Dans la nature, il existe différents types de kératines (analogues aux différents types de collagène), qui ont des fonctions différentes. Les kératines alfa et bêta sont les plus connues. Les premiers forment des ongles, des cornes, des pointes et de l'épiderme des mammifères, tandis que les seconds sont abondants en pics, échelles et plumes de reptiles et oiseaux.

-Élastine

L'élastine, une autre protéine d'origine animale, est un composant clé de la matrice extracellulaire et a des fonctions importantes dans l'élasticité et la résilience de nombreux tissus chez les animaux vertébrés.

Ces tissus comprennent les artères, les poumons, les ligaments et les tendons, la peau et le cartilage élastique.

L'élastine représente plus de 80% des fibres élastiques présentes dans la matrice extracellulaire et est entourée de microfibrilles composées de diverses macromolécules. La structure des matrices composées de ces fibres varie entre les différents tissus.

Dans les artères, ces fibres élastiques sont organisées en anneaux concentriques autour de la lumière artérielle; Dans les poumons, les fibres d'élastine forment un cadre mince dans tout l'organe, se concentrant sur des zones telles que les ouvertures d'alvéoles.

Dans les tendons, les fibres d'élastine sont orientées parallèles en ce qui concerne l'organisation des tissus et, dans le cartilage élastique, ceux-ci sont organisés dans une configuration à trois dimensions similaire à un nid d'abeille d'abeilles.

-Extensif

Les parois cellulaires des plantes sont principalement composées de cellulose, cependant, certaines des protéines associées à cette structure ont également une pertinence fonctionnelle et structurelle.

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Les extensines sont l'une des protéines murales les plus connues et se caractérisent par une séquence de pentapétida répétée (HYP) 4 4. Ils sont riches en déchets de base comme la lysine, ce qui contribue à leur interaction avec les autres composants de la paroi cellulaire.

Sa fonction a à voir avec le durcissement ou le renforcement des murs. Ainsi que d'autres protéines structurelles chez les animaux, dans les plantes, il existe différents types d'extensions, qui sont exprimées par différents types de cellules (toutes les cellules ne produisent pas d'extensions).

Dans le soja, par exemple, des extensions sont produites par des cellules Sclerechy, tandis que dans les plantes de tabac, il a été démontré que les racines latérales ont deux couches de cellules qui expriment ces protéines.

-Feuille

Les organites cellulaires ont également leurs propres protéines structurelles, qui sont responsables du maintien de leur forme, de leur motilité et de nombreux autres processus physiologiques et métaboliques qui leur sont inhérents.

La région interne de la membrane nucléaire est associée à une structure connue sous le nom de feuille nucléaire, et les deux ont une composition protéique très spéciale. Parmi les protéines qui composent la lame nucléaire figurent des protéines appelées feuilles.

Les feuilles appartiennent au groupe de filaments intermédiaires de type V et il existe plusieurs types, les plus connus sont A et B. Ces protéines peuvent interagir entre elles ou avec d'autres éléments internes du noyau tels que la matrice, la chromatine et la membrane nucléaire interne.

Les références

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