Det keratin det er et uopløseligt fibrøst protein, der er en strukturel del af celler og integrer af mange organismer, især hvirveldyr. Det har meget forskellige former og er ikke meget reaktivt, kemisk set.
Dens struktur blev først beskrevet af forskerne Linus Pauling og Robert Corey i 1951, mens de analyserede strukturen i dyrehår. Disse forskere gav også indsigt i strukturen af myosin i muskelvæv.
Efter kollagen er det et af de vigtigste proteiner hos dyr og tegner sig for det meste af tørvægten af hår, uld, negle, kløer og hove, fjer, horn og en væsentlig del af det ydre lag af huden.
Elementerne eller "keratiniserede" dele af dyr kan have meget forskellige morfologier, der i vid udstrækning afhænger af den funktion, de udfører i hver bestemt organisme..
Keratin er et protein, der har egenskaber, der giver det stor mekanisk effektivitet med hensyn til spænding og kompression. Det produceres af en speciel type celler kaldet "keratinocytter", som normalt dør, efter at de er produceret..
Nogle forfattere siger, at keratiner udtrykkes på en vævs- og scenespecifik måde. Hos mennesker er der mere end 30 gener, der koder for disse proteiner, og de tilhører en familie, der udviklede sig gennem flere runder med genetisk duplikering.
Artikelindeks
Der er i det væsentlige to typer keratiner: α og β. Disse skelnes ved at have en grundlæggende struktur, der primært består af polypeptidkæder, der kan vinde op som alfa-helices (α-keratiner) eller sammenføjes parallelt som de β-foldede ark (β-keratiner)..
Denne type keratin er den mest undersøgt, og det er kendt, at pattedyr har mindst 30 forskellige varianter af denne type keratin. I disse dyr er α-keratiner en del af negle, hår, horn, hove, fjerpenne og epidermis.
Ligesom kollagen indeholder disse proteiner i deres struktur en rigelig andel af små aminosyrer som glycin og alanin, hvilket er det, der gør etableringen af alfa-helices mulig. Den molekylære struktur af et α-keratin består af tre forskellige regioner: (1) de krystallinske fibriller eller helixer, (2) de terminale domæner af filamenterne og (3) matrixen..
Helixerne er to og danner en dimer, der ligner en spiralformet spiral, der holdes sammen takket være tilstedeværelsen af bindinger eller disulfidbroer (SS). Hver af helixerne har ca. 3,6 aminosyrerester i hver tur, den fremstiller, og består af ca. 310 aminosyrer..
Disse viklede spoler kan derefter associeres til at danne en struktur kendt som en protofilament eller protofibril, som har evnen til at samles med andre af samme type..
Protofilamenter har ikke-spiralformede N- og C-terminale ender, der er rige på cysteinrester, og som er bundet til kernen eller matrixregionen. Disse molekyler polymeriserer for at danne mellemfilamenter, der har en diameter tæt på 7 nm..
Der skelnes mellem to typer mellemfilamenter sammensat af keratin: sure mellemfilamenter (type I) og basiske (type II). Disse er indlejret i en proteinmatrix, og den måde, hvorpå disse filamenter er arrangeret, påvirker direkte de mekaniske egenskaber af den struktur, de udgør..
I type I-filamenter er helixerne forbundet med hinanden ved hjælp af tre "spiralformede konnektorer" kendt som L1, L12 og L2, og som menes at give fleksibilitet til det spiralformede domæne. I type II-filamenter er der desuden to underdomæner, der findes mellem de spiralformede domæner.
Hvis strukturen i et typisk hår analyseres, har det en diameter på ca. 20 mikron og består af døde celler, der indeholder pakkede makrofibriller, der er orienteret parallelt (side om side).
Makrofibriller består af mikrofibriller, som har en mindre diameter og er bundet til hinanden gennem et amorft proteinstof med højt svovlindhold..
Disse mikrofibriller er grupper med mindre protofibriller med et 9 + 2 organisationsmønster, hvilket betyder, at ni protofibriller omgiver to centrale protofibriller; alle disse strukturer er i det væsentlige sammensat af a-keratin.
Afhængigt af svovlindholdet de har, kan α-keratiner klassificeres som bløde keratiner eller hårde keratiner. Dette har at gøre med den mekaniske modstandskraft, der pålægges af disulfidbindingerne i proteinstrukturen..
Gruppen af hårde keratiner inkluderer dem, der er en del af håret, hornene og neglene, mens bløde keratiner er repræsenteret af filamenterne, der findes i huden og corns..
Disulfidbindinger kan fjernes ved at anvende et reduktionsmiddel, så strukturer sammensat af keratin er ikke let fordøjelige af dyr, medmindre de har tarme rig på mercaptaner, som det er tilfældet med nogle insekter..
Β-keratiner er meget stærkere end α-keratiner og findes i krybdyr og fugle som en del af kløer, skalaer, fjer og næb. I gekko består mikrovillierne, der findes på deres ben (svampe), også af dette protein..
Dens molekylære struktur er sammensat af β-foldede ark dannet af antiparallelle polypeptidkæder, der er forbundet sammen gennem bindinger eller hydrogenbindinger. Disse kæder, den ene ved siden af den anden, danner små stive og flade overflader, let foldede.
Keratins funktioner er frem for alt relateret til den type struktur, den bygger, og det sted i dyrets krop, hvor den findes.
Ligesom andre fibrøse proteiner giver det celler stabilitet og strukturel stivhed, da det hører til den store familie af proteiner kendt som familien af mellemfilamenter, som er proteiner i cytoskeletet..
Det øverste lag af huden hos højere dyr har et stort netværk af mellemliggende filamenter dannet af keratin. Dette lag kaldes epidermis og er mellem 30 mikron og 1 nm tyk hos mennesker..
Overhuden fungerer som en beskyttende barriere mod forskellige typer mekanisk og kemisk stress og syntetiseres af en speciel type celler kaldet "keratinocytter".
Ud over epidermis er der et endnu mere eksternt lag, der konstant kaster og er kendt som stratum corneum, som udfører lignende funktioner..
Torne og fjerpen bruges også af forskellige dyr til deres egen beskyttelse mod rovdyr og andre angribere..
Panselets "rustning", små insektædende pattedyr, der bor i Asien og Afrika, er også sammensat af "skalaer" af keratin, der beskytter dem..
Hornene observeres hos dyr af Bovidae-familien, det vil sige hos køer, får og geder. De er meget stærke og resistente strukturer, og de dyr, der har dem, bruger dem som forsvarsorganer og frieri..
Hornene er dannet af et knoglet center bestående af “svampet” knogle, der er dækket af hud, der rager ud fra kraniets bageste område..
Klør og negle tjener ud over deres funktioner til fodring og begrænsning også dyr som "våben" til forsvar mod angribere og rovdyr..
Fuglens næb tjener flere formål, blandt andre mad, forsvar, frieri, varmeudveksling og pleje blandt andre. Flere sorter næb findes i naturen hos fugle, især med hensyn til form, farve, størrelse og styrke af de tilknyttede kæber..
Næbbet er sammensat, ligesom hornene, af et knoglet center, der rager ud fra kraniet og er dækket af stærke plader af β-keratin..
Tænderne hos ikke-kæbedyr ("forfædre" hvirveldyr) er sammensat af keratin og har, ligesom tænderne hos "højere" hvirveldyr, flere funktioner i fodring og forsvar..
Hove på mange drøvtyggere og hovdyr (heste, æsler, elg osv.) Er lavet af keratin, er meget resistente og er designet til at beskytte benene og hjælpe med at bevæge sig.
Fjer, som også bruges af fugle til at bevæge sig rundt, er sammensat af β-keratin. Disse strukturer har også funktioner i camouflage, frieri, varmeisolering og vandtætning..
Tekstilindustrien er en af de største udnyttere af keratiniserede strukturer antropocentrisk set. Uld og hår fra mange dyr er vigtigt på industrielt niveau, da der med dem fremstilles forskellige beklædningsgenstande, der er nyttige for mænd fra forskellige synsvinkler.
Endnu ingen kommentarer