Eles são compostos por hélice tripla de tres cadeias de polipeptídeos alfa, com uma sequencia de repetição de gly-x-y. Atualmente são conhecidos 27 tipos diferentes, codificados por 41 genes dispersos em pelomenos 14 cromossomos .
O colágeno fibrilar é sintetizado por procolágeno, uma molécula precursora derivada do pré-colágeno, que é transcrito dos genes do colágeno. Após a hidroxilação dos resíduos da prolina e lisina, tres cadeias de procolágenos alinham-se em fase para formar a tripla hélice:
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