BIosinteza colagenuluiCuprinde doua mari etape, etapa intracelulara si etapa extracelulara.

Etapa intracelulara• Formarea veziculelor de endocitoza prin care isi preia prolina si lizina.• Transcriptia si traducerea

Lanturileα1 siα2 sunt codificate de gene de pe cromozomii 17 (α1) si 7 (α2). Ele suntcopiate pe molecule de ARNm care vor ajunge in citoplasma la nivelul ribozomilor atasati RE.Ribozomii sunt atasati reticulului endoplasmic deoarece se produc proteine de export. Aici are loc traducerea in urma careia rezulta lanturile proα1 si proα2 care sunt foarte lungi si foarte grele(au o greutate moleculara de aprox. 154000 daltoni). Lanturile proα au o portiune centrala,colagenica si doua capete necolagenice (capatul amino terminal si capatul carboxi terminal).Cele doua capete alcatuiesc peptidele de extensie. La capatul amino terminal peptida de extensiese numeste peptida semnal. La capatul carboxi terminal peptida de extensie se numeste peptida extra.

Peptida semnal va fi scindata enzimatic dupa patrunderea in lumenul RE cu ajutorul uneiproteaze. Peptida extra are rol in initierea si controlarea spiralizarii lanturilorα in jurul unui axpropriu si in formarea triplului helix.• Modificari postranslationale• Clivarea secventei semnal cu ajutorul unor proteaze din lumenul RE.• Hidroxilarea reziduurilor de prolina si lizina. Procesul este catalizat de doua enzime:peptidil-prolin hidroxilaza si peptidil-lizin hidroxilaza. Se formeaza 3-hidroxi-prolina,4-hidroxi-prolina, 3-hidroxi-lizina si 4-hidroxi-lizina. In afara de aceste enzime mai suntnecesare vitamina C (care are un rol foarte important), ionii Fe,α-ceto-glutaratul sioxigenul.• Glicozilarea polipeptidului, care are loc la hidroxilizina. Se face cu ajutorul enzimelorgalactozil transferaza si glucozil transferaza. Se transfera galactoza si glucozil-galactozala resturile de hidroxilizina.• Formarea triplului helix de procolagen, proces care este initiat de peptida extra (capatulcarboxi terminal al lantului proα. Lanturileα se spiralizeaza in jurul unui ax propriu iarapoi se spiralizeaza unul in raport cu celalalt si rezulta triplul helix. Intre lanturi aparlegaturi covalente si de hidrogen care vor stabiliza molecula nou formata, procolagenul.Aceasta molecula are doar partea centrala organizata in triplu helix, partile laterale fiindparalele si spiralizate doar in jurul axei proprii.• Impachetarea procolagenului in macrovezicule golgiene• Deplasarea macroveziculelor in ectoplasma periferica care se face cu ajutorulmicrofilamentelor si al microtubulilor.• Exocitoza procolagenului.

Etapa extracelulara• Formarea tropocolagenului are loc din molecule de procolagen care, ajunse in spatiulextracelular, sunt clivate sub actiunea unor procolagen peptidaze. Clivarea are loc la capetelenespiralizate in triplu helix, unde se indeparteaza jumatate din capetele nespiralizate si rezultaastfel tropocolagenul.• In situatia colagenului fibrilar, mai departe va avea locpolimerizarea (asamblarea in fibrile siapoi in fibre). Polimerizarea se desfasoara in felul urmator: la nivelul hidroxilizinei actioneaza oenzima, liziloxidaza care dezamineaza oxidativ hidroxilizina si va rezulta o aldehida reactiva.Apoi se stabilesc legaturi transversale, cross-link-ari, intre moleculele apropiate. Moleculele decolagen se dispun in fibrile cu diametrul intre 20 si 200 nm.

La microscopul electronic, fibra de colagen apare ca o miofibrila. Are o periodicitate de68 nm care curpinde un disc clar si un disc intunecat. In cadrul fibrilei moleculele de colagen sedispun in siruri paralele echidistante. Intr-un sir, intre molecule se gasesc spatii (deschideri, gap-uri)cu largimea de 35 nm. La urmatorul sir apare un defazaj de 68 nm care se va mentine si in sirurileurmatoare. Gapurile se afla la aceeasi distantao data la cinci siruri.La microscopul electronic gap-urile se vad intunecate deoarece osmiul sau uraniul se fixeazala capetele moleculelor de colagen si atunci aceste zone devin dense la fluxul de electroni.

Celule producatoare de colagen:

• celulele mezenchimale• fibroblastele• miofibroblastele• celulele perineuronale• cementoblastele (intra in radacina dintelui)• odontoblastele (intra in cavitatea pulpara)• osteoblastele• celulele cartilaginoase• unele celule musculare netede• celulele epiteliale• adipocidele• celulele Schwann• celulele gliale

Fibrele de colagen sunt formate din colagen de tip I, II, V, IX, X, XI. Ele dsunt cele maigroase fibre ale tesutului conjunctiv si au un diametru de aproximativ 20µm. Ele nu se ramifica si nuse anastomozeaza. Se dispun sub forma de benzi, panglici sau manunchiuri cu fibre paralele care sepot aseza fie in toate directiile formand retele, fie paralel formand tesutul conjunctiv ordonat.Tehnici de colorare:• coloratie universala - hemelaun-eozina - colagenul apare roz;

• coloratii topografice:• Van Gieson - colagenul apare rosu;• AZAN - colagenul apare albastru;• Mallory - colagenul apare albastru;• Masson - colagenul apare verde