Procolágeno

Qué es el procolágeno

Según los Descriptores en Ciencias de la Salud de la Organización Panamericana de la Salud, es el precursor biosintético del colágeno que contiene secuencias adicionales de aminoácidos en los extremos amino y carboxilo terminal de las cadenas polipeptídicas. Esas secuencias, llamadas propéptidos, no forman parte del colágeno definitivo.

El nombre añade al de colágeno, ya tratado en esta misma obra, el prefijo pro-, que en la nomenclatura bioquímica marca al precursor de una molécula frente a su forma final. No hace falta ir más lejos en la etimología: basta con entender que -geno nombra la sustancia acabada y pro- añade, por delante, su versión previa.

De la cadena a la fibra

La maduración del colágeno pasa por varias moléculas con nombre propio, y conviene no confundirlas. Dentro del retículo endoplásmico, los ribosomas sintetizan primero cadenas alfa largas cuyos residuos de prolina y lisina aún no se han hidroxilado: en esa fase reciben el nombre de protocolágeno. La hidroxilación (una reacción que depende de la vitamina C) y la posterior glucosilación en el aparato de Golgi dan paso al procolágeno propiamente dicho, ya con sus tres cadenas asociadas en la característica hélice triple y los propéptidos todavía intactos en los extremos.

La molécula se secreta entonces al espacio extracelular. Ahí, unas proteasas específicas escinden los propéptidos amino y carboxilo terminal, y de ese corte resulta el tropocolágeno, la unidad que ya puede autoensamblarse con otras para formar las fibrillas de colágeno. Tres nombres, por tanto, para tres momentos sucesivos de la misma cadena: protocolágeno antes de hidroxilarse, procolágeno con la hélice formada y los propéptidos puestos, tropocolágeno una vez retirados.

Tipos

Existe un procolágeno distinto para cada tipo de colágeno fibrilar. El procolágeno tipo I, el más abundante, se ensambla a partir de dos cadenas pro-alfa1(I) y una pro-alfa2(I), codificadas por los genes COL1A1 y COL1A2. Los procolágenos tipo II y III siguen el mismo patrón de síntesis y procesamiento, con genes propios para cada cadena.

Relevancia clínica

Los propéptidos que se liberan durante el recorte del procolágeno tipo I no se pierden sin más: circulan en la sangre en proporción a la cantidad de colágeno que se está fabricando. El propéptido aminoterminal (PINP) y el carboxiterminal (PICP) se emplean por eso como marcadores bioquímicos de formación ósea, útiles para seguir la evolución de enfermedades como la osteoporosis o la enfermedad de Paget.

Cuando la mutación afecta directamente a los genes COL1A1 o COL1A2, el resultado suele ser alguna forma de osteogénesis imperfecta, un grupo heterogéneo de enfermedades hereditarias del tejido conjuntivo en el que el hueso resulta especialmente frágil. La mayoría de los casos se heredan de forma autosómica dominante, aunque se conocen también formas recesivas ligadas a otros genes implicados en el procesamiento del colágeno.

Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo procolágeno que protocolágeno?

No. El protocolágeno es anterior: son las mismas cadenas antes de que la prolina y la lisina se hidroxilen. El procolágeno ya tiene esos residuos modificados y las tres cadenas asociadas en hélice triple.

¿Qué diferencia hay entre procolágeno y tropocolágeno?

Los propéptidos de los extremos. El procolágeno todavía los conserva; el tropocolágeno resulta de su eliminación por proteasas específicas, y es la forma que ya puede ensamblarse en fibrillas.

¿Para qué sirven el PINP y el PICP?

Son los fragmentos que se desprenden del procolágeno tipo I durante su procesamiento extracelular. Al circular en proporción a la síntesis de colágeno, se usan como marcadores de formación ósea.

¿Toda mutación en el procolágeno produce osteogénesis imperfecta?

Las que afectan a COL1A1 o COL1A2, los genes del procolágeno tipo I, son la causa más frecuente, pero no la única. Se han descrito ya más de una decena de genes adicionales implicados en formas más raras de la enfermedad.

Referencias

1. BIREME/OPS/OMS. "Procolágeno". Descriptores en Ciencias de la Salud (DeCS). Enlace.
2. Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. "El colágeno, ¿un cemento biológico que mantiene unido el organismo?". Enlace.
3. Ruiz Rentería F, et al. "Utilidad de los marcadores de remodelado óseo". Endocrinología y Nutrición. Enlace.
4. Bregman D, et al. "COL1A1- and COL1A2-Related Osteogenesis Imperfecta". GeneReviews, NCBI Bookshelf. Enlace.