Què és la queratina?

Les queratines (queras (grec) =corn) són proteïnes del citoesquelet pròpies de les cèl·lules epitelials. Són les principals proteïnes estructurals de la pell i el seus annexos (pèl, ungles etc). A l'epidermis constitueixen més del 85% de proteïna total dels queratinòcits totalment diferenciats (corneòcits); en canvi en els queratinòcits de la capa basal (poc diferenciats) no representen més del 20%. L'expressió de les queratines és molt heterogènia entre els diferents tipus de cèl·lules epitelials , període del desenvolupament i estadi de diferenciació.
Són proteïnes totalment insolubles que es caracteritzen pel seu elevat contingut amb cisteïna a través de la qual formen ponts disulfur amb les cadenes polipeptídiques veïnes. Com més dures són les estructures que formen més elevat és el seu contingut amb cisteïnes. Per exemple, estructures dures com les ungles tenen un elevat contingut de cisteïnes (fins un 22%) mentre que les més flexibles com la pell i el pèl tenen un contingut mes baix de cisteïnes (entre un 10 i un 14%).
Hi han molts tipus de queratines?

Es considera que al genoma hi ha un 50 gens que codifiquen queratines. Aquests gens s'han agrupat en dues famílies les anomenades de tipus I (àcides) i les de tipus II (bàsiques-neutres). De K9 a K 23 són queratines que pertanyen a la de tipus I i les K1 a K8 a les del tipus II. Totes les queratines, igual que els filaments intermedis, comparteixen una sèrie de peculiaritats.
Tenen un segment central rígid d'uns 310 aa que està plegat en a-hèlix, la qual està flanquejada per regions no helicoïdals globulars (V1, V2) als extrems. Aquesta regió és la més variable entre els diferents tipus de queratines i és la que determina els diferent tipus de filaments de queratines. L'a-hèlix és una estructura rígida en forma de bastonet que presenta unes interrupcions (L1,2 i 12) .
Les queratines són proteïnes pròpies de les cèl·lules epitelials però cada tipus de cèl·lula epitelial es caracteritza per tenir unes queratines pròpies que la caracteritzen. És per això que les queratines són uns excel·lents marcadors cel·lulars que permeten identificar-les. Una cèl·lula conté la mateixa quantitat de queratines de tipus I que de tipus II ja que els filaments de queratina sorgeixen de la combinació equimolar de les dues queratines. Mireu la taula sobre les queratines i analitzeu la seva diversitat i distribució.
 
Quins elements cèl.lulars formen les queratines?

Les cèl·lules tenen una armadura citoplasmàtica formada per diferents tipus de filaments, que constitueixen el seu citoesquelet. El citoesquelet cel·lular és un complex entramat de fibres que sorgeix de la combinació de tres tipus de components esquelètics: els microtúbuls (B), els microfilaments o filaments d'actina (A) i els filaments intermedis (C).

Els microtúbuls, com indica el seu nom, són petits túbuls de 25 nm de diàmetre que estan constituïts per lapolimerització equimolar d'a i b tubulina.

Els microfilaments, o filaments d'actina, són els més prims (7 nm) i resulten de la polimerització d'una sola proteïna, l'actina.

Els filaments intermedis (FI). S'anomenen així perquè tenen un mida intermèdia (10nm) entre els microtúbuls i els microfilaments. A diferència dels dos anteriors existeixen diferent tipus de FI que resulten de la polimerització de diferents proteïnes (veure taula), les quals comparteixen tota una sèrie de característiques estructurals.Totes tenen un domini central rígid format per 4 segments plegades en a-hèlix (1A, 1B, 2B i 2B). Aquestes regións en a-hèlix estan separades per segments no plegats (L1, L12 i L2). Als extrem hi tenen dos dominis no plegats que a nivell de microscòpia electrònica tenen una morfologia globular. Si voleu saber més coses sobre els FI llegiu la revisió de Paramio i Jorcano (2002), BioEssays, 24:836-84
Com és un filament de queratina?
Els filaments de queratina són estructures del citoesquelet molt resistents i estables que procedeixen de la polimerització equimolar de queratines tipus I i II.
Dos monòmers de queratina (un de tipus I i l'altre de tipus II) orientats de forma paral·lela s'associen per la regió central ( a -helix) formant els heterodímers. A nivell de microscòpia electrònica aquest dímers apareixen com estructures en forma de bastó amb un domini globular a cadascun dels extrems

El dímers s'associen de dos en dos i de forma antiparal·lela constituint tetràmers que seran les unitats estructurals del filaments de queratina.
El tetràmers s'uneixen pels extrems donant lloc als protofilaments de queratina que tenen un gruix de 2-3 nm.

Els protofilaments s'aparellen de dos i formen les protofibril·les de 4-5nm de diàmetre.

Finalment cada 4 protofibril·les formen un filament de queratina de 10nm de diàmetre.
Totes les cèl.lules de l'epidermis tenen el mateix tipus queratina?
A l'utilitzar anticossos contra diferents tipus de queratines, marcats, amb fluorocroms, es pot apreciar que els queratinòcits de les diferents capes de l'epidermis expressen distintes queratines. La K-5 està concentrada en la capa basal, la K1 és absent en la capa basal i present en la resta de capes; en canvi la K2e no es detecta en la capa basal ni en la capa còrnia. Això ens indica que en cadascuna de les capes els queratinòcits expressen queratines pròpies.

Observeu el mapa de la distribució de queratines a l'epidermis. Els queratinòcits de la capa basal expressant preferentment les queratines K5 (tipus-II) i K14 (tipus-I) També tenen altres tipus com la K15 (present en la majoria de les cèl·lules basals). Quan les cèl·lules de la capa basal deixen de dividir-se i inicien la seva migració cap a les capes suprabasals comencen a expressar les queratines K1(tipus-I ) i K10 (tipus-II). A més d'aquests dos tipus en les capes suprabasals apareixen altres queratines.
Si voleu aprofundir més en el tema podeu llegir aquests articles