Կոլագեն

Կոլագեն (հունարեն՝ χόλλα — սոսինձ և... գեն), սկլերոպրոաեինների խմբի սպիտակուց, կենդանիների շարակցական հյուսվածքի կոլագենային թելիկների հիմնական մասն է։ Նրա երկարությունը մոտ 300mµ (նանոմետր) է, իսկ հաստությունը՝ 1.5mµ: Կոլագենի զանգվածը հասնում է 30000u (դալտոն)։ Գոյություն ունեն Կոլագենի քսանութ տեսակներ, որոնք կոդավորվում են ավելի քան քառասուն գեներով և տարբերվում են ամինաթթվային հաջորդականությամբ։ Կոլագենը առկա չէ վիրուսների, բույսերի, սնկերի, նախակենդանիների և բակտերիաների մոտ, քանի որ նրա սինթեզման համար անհրաժեշտ է մեծ քանակությամբ էներգիա և ազատ թթվածին։ Սպիտակուցի բնափոխման ժամանակ այն վերածվում է ժելատինի (դոնդողի)^[1][2]։

Կոլագենը կենդանիների մոտ հայտնաբերված ամենատարածված սպիտակուցն է, կազմում է կաթնասունների ընդհանուր սպիտակուցի 25-40 %-ը։ Դա անլուծելի թելանման սպիտակուց է, որը հայտնաբերվել է մաշկում (կաշին պահպանված կոլագեն է), ջլերում, կապաններում, աճառում, ոսկրերում, ատամներում և արյունատար անոթների պատերում։ Դա կարևոր կառուցվածքային սպիտակուց է ոչ միայն մարդկանց, այլ գրեթե բոլոր կենդանիների մոտ և հայտնաբերված է տարբեր կառույցներում`սկսած ծովային անեմոնների մարմնի պատից մինչև շնաձկների ձվի պատիճները։ Կոլագենի մոլեկուլը բաղկացած է երեք պոլիպեպտիդային շղթաներից, յուրաքանչյուրը պարույրի ձևով։ (Սա α-պարույրը չէ, այն այդքան խիտ չէ փաթեթավորված)։ Այս երեք պարուրաձև պոլիպեպտիդները փաթաթվում են միմյանց շուրջ, կազմելով եռաշղթա «պարան» կամ «եռակի պարույր»։ Երեք թելիկները պահվում են միասին ջրածնական և որոշ կովալենտ կապերի շնորհիվ։ Յուրաքանչյուր պոլիպեպտիդում գրեթե յուրաքանչյուր երրորդ ամինաթթուն գլիցինն է՝ ամենափոքր ամինաթթուն։ Գլիցինը գտնվում է թելիկների ներսի կողմում և նրա փոքր չափերը թույլ են տալիս երեք թելիկներին միմյանց մոտ լինել և դրանցից ձևավորել ամուր պարույր։ Ցանկացած այլ ամինաթթու չափազանց մեծ կլիներ դրա համար^[1][2]։

Կոլագենի յուրաքանչյուր լիարժեք, եռաշղթա մոլեկուլը փոխկապակցված է դրան զուգահեռ ձգվող այլ կոլագենի մոլեկուլների հետ։ Կովալենտ կապերը ձևավորվում են միմյանց մոտ գտնվող ամինաթթուների R խմբերի միջև։ Այս խաչաձև կապերը պահում են բազմաթիվ կոլագենի մոլեկուլներ կողք կողքի՝ ձևավորելով ֆիբրիլներ։ Զուգահեռ մոլեկուլների ծայրերը դասավորված են “շախմատանման”, եթե այդպես չլիներ, կոլագենի ֆիբրիլում թույլ տեղեր կառաջանային։ Վերջապես, շատ ֆիբրիլներ շարվում են կողք-կողքի՝ ձևավորելով թելեր կոչվող ամուր խրձեր ։ Կոլագենի առավելությունն այն է, որ ճկուն է, բայց այն ունի հսկայական ամրություն ձգվելու դեպքում, այսինքն այն կարող է դիմակայել մեծ ձգողական ուժերին, առանց ձգվելու կամ կտրվելու։ Մարդու Աքիլեսյան ջիլը, որը գրեթե մաքուր կոլագենի թել է, կարող է դիմակայել լայնակի կտրվածքի մեկ մմ-ի վրա 300 Նյուտոն ուժի, որը մոտավորապես պողպատի ամրության մեկ քառորդն է։ Կոլագենային թելերը դասավորվում են այն ուժերի ուղղությամբ, որոնց դրանք պետք է դիմակայեն։ Ջլերում դրանք միմյանց զուգահեռ խրձերով դասավորվում են ջլի երկարությամբ, ձգման ուղղությամբ։ Մաշկում դրանք կարող են ձևավորել շերտեր, որտեղ թելերը տարբեր շերտերում ձգվում են տարբեր ուղղություններով՝ ինչպես բջջապատերի մեջ գտնվող թաղանթանյութը։ Այս կերպ դրանք դիմադրում են տարբեր ուղղություններով ազդող ձգման ուժերին^[1][2]։