La elastina es una Proteína clave de la matriz extracelular. Es altamente elástico y está presente en el tejido conectivo, lo que permite que muchos tejidos del cuerpo retomen su forma después de estirarse o contraerse. La elastina ayuda a la piel a volver a su posición original cuando se pincha o pellizca.
La elastina es también un importante tejido de carga en los cuerpos de los vertebrados y se usa en lugares donde se requiere almacenar Energía mecánica. En humanos, la elastina está codificada por el gen ELN.
Función
El gen ELN codifica una proteína que es uno de los dos componentes de las fibras elásticas. La proteína codificada es rica en aminoácidos hidrofóbicos como la glicina y la prolina, que forman regiones hidrofóbicas móviles limitadas por enlaces cruzados entre los residuos de Lisina. Se han encontrado múltiples variantes de transcripción que codifican diferentes isoformas para este gen.
El precursor soluble de la elastina es la tropoelastina. La caracterización del trastorno es consistente con un mecanismo de retroceso elástico impulsado por la entropía. Se concluye que el trastorno conformacional es una característica constitutiva de la estructura y función de elastina.
Importancia clínica
Las deleciones y mutaciones en este gen están asociadas con la estenosis aórtica supravalvular (SVAS) y la cutis laxa autosómica dominante. Otros defectos asociados en la elastina incluyen síndrome de Marfan, enfisema causado por deficiencia de antitripsina α 1, aterosclerosis, síndrome de Buschke-Ollendorff, síndrome de Menkes, pseudoxantoma elástico y síndrome de Williams.
Elastosis
La elastosis es la acumulación de elastina en los tejidos y es una forma de enfermedad degenerativa. Hay una multitud de causas, pero la causa más común es la elastosis actínica de la piel, también conocida como elastosis solar, que es causada por la exposición prolongada y excesiva al sol, un proceso conocido como fotoenvejecimiento.
Las causas poco frecuentes de elastosis de la piel incluyen elastosis perforante serpiginosa, elastosis calcificada perforante y elastosis focal lineal.
Composición
En el cuerpo, la elastina generalmente se asocia con otras proteínas en los tejidos conectivos. La fibra elástica en el cuerpo es una mezcla de elastina amorfa y fibrilina fibrosa. Ambos componentes están hechos principalmente de aminoácidos más pequeños, como glicina, Valina, alanina y prolina. La elastina total varía del 58 al 75% del peso de la arteria desgrasada seca en las arterias caninas normales.La comparación entre tejidos frescos y digeridos muestra que, con una tensión del 35%, la elastina transporta un mínimo del 48% de la carga arterial, y un mínimo del 43% del cambio en la rigidez del tejido arterial se debe al cambio en la rigidez de la elastina..
Distribución de tejidos
La elastina cumple una función importante en las arterias como medio para la propagación de las ondas de presión para ayudar al flujo sanguíneo y es particularmente abundante en los vasos sanguíneos elásticos grandes como la aorta. La elastina también es muy importante en los pulmones, ligamentos elásticos, cartílago elástico, la piel, y la vejiga.
Está presente en todos los vertebrados por encima del pez sin mandíbula.
Características
La elastina es una proteína muy longeva, con una vida media de más de 78 años en humanos.
Biosíntesis
Precursores de tropoelastina
La elastina se produce mediante la unión de muchas moléculas pequeñas de proteína precursora de tropoelastina soluble (50-70 kDa ), para hacer el complejo final masivo insoluble y duradero. Las moléculas de tropoelastina no unidas normalmente no están disponibles en la célula, ya que se reticulan en fibras de elastina inmediatamente después de su síntesis por la célula y durante su exportación a la matriz extracelular.
Cada tropoelastina consta de una cadena de 36 dominios pequeños, cada uno con un peso aproximado de 2 kDa en una conformación de bobina aleatoria. La proteína consiste en la alternancia de dominios hidrófobos e hidrófilos, que están codificados por exones separados, de modo que la estructura del dominio de la tropoelastina refleja la organización exónica del gen.
Los dominios hidrófilos contienen motivos Lys-Ala (KA) y Lys-Pro (KP) que participan en la reticulación durante la formación de elastina madura. En los dominios KA, los residuos de lisina se presentan como pares o tripletes separados por dos o tres residuos de alanina (por ejemplo, AAAKAAKAA), mientras que en los dominios de KP los residuos de lisina están separados principalmente por residuos de prolina (por ejemplo, KPLKP).
Agregación
Los agregados de tropoelastina a temperatura fisiológica debido a interacciones entre dominios hidrófobos en un proceso llamado coacervación. Este proceso es reversible y controlado termodinámicamente y no requiere escisión de proteínas. El coacervado se hace insoluble por reticulación irreversible.
Crosslinking
Para hacer fibras de elastina maduras, las moléculas de tropoelastina se reticulan a través de sus residuos de lisina con moléculas de reticulación de desmosina e isodesmosina. La enzima que realiza la reticulación es la lisil oxidasa, usando una reacción de síntesis de piridina de Chichibabin in vivo.
Biología Molecular
En los mamíferos, el genoma solo contiene un gen para la tropoelastina, llamado ELN. El gen ELN humano es un segmento de 45 kb en el cromosoma 7, y tiene 34 exones interrumpidos por casi 700 intrones, siendo el primer exón un péptido señal que asigna su localización extracelular. La gran cantidad de intrones sugiere que la recombinación genética puede contribuir a la inestabilidad del gen, lo que lleva a enfermedades como SVAS.
La expresión del ARNm de tropoelastina está altamente regulada en al menos ocho sitios diferentes de inicio de la transcripción.
Las variantes específicas de tejido de elastina se producen mediante un empalme alternativo del gen de tropoelastina. Hay al menos 11 isoformas de tropoelastina humanas conocidas. Estas isoformas están bajo regulación del desarrollo, sin embargo, existen diferencias mínimas entre los tejidos en la misma etapa de desarrollo.