Name: focal adhesions and cell mechanics
Uploaded: 2023-04-30T11:54:43.000Z
Duration: 1 min 13 s
Channel: JoVE

ترتبط تقاطعات مصفوفة الخلية مثل الالتصاقات البؤرية مباشرة بشبكة من البروتينات المقلصة مثل الأكتين والميوسين.
عندما تسحب القوى الميكانيكية التقاطعات بعيدا عن مصفوفة صلبة خارج الخلية ، تشكل الخلية التصاقات بؤرية إضافية لتحمل التوتر.
يولد ECM الأكثر نعومة مقاومة أقل ، مما يسمح للخلية بالاستجابة وفقا لتصلب ECMs في الأنسجة المختلفة.
يعتمد هذا الاستشعار الميكانيكي على البروتينات الوصلية مثل تالين وفيبرونيكتين التي تغير شكلها عند شد التقاطع.
عندما يتم سحب خيوط الأكتين بواسطة الميوسين ، يتكشف تالين ، ويكشف عن مواقع ربط الفينكولين. يقوم فينكولين بتجنيد خيوط أكتين إضافية لتقوية التقاطع.
على وجه ECM ، يكشف التوتر المطبق عبر طول الفيبرونيكتين أثناء تجميع مصفوفة الألياف عن مواقع الربط المخفية للكولاجين.
يعزز ارتباط الكولاجين الوصلة مما يسمح للخلايا بالاستجابة للقوى الميكانيكية من بيئاتها.

<ol>
	<li>ليو زي ، تان جي إل ، كوهين دي إم ، يانغ إم تي ، سنياديكي نيوجيرسي ، رويز SA ، نيلسون سي إم ، تشن CS. قوة السحب الميكانيكية تنظم حجم تقاطعات الخلية الخلوية. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم. 2010 يونيو 1; 107 (22): 9944-9.</li>
	<li>ديفيد جي مينتر ، ريموند ن. دوبوا ، "البروستاجلاندين في التصاق الخلايا السرطانية والهجرة والغزو" ، المجلة الدولية لبيولوجيا الخلية ، المجلد 2012 ، معرف المادة 723419 ، 21 صفحة ، 2012. <a href="https://doi.org/10.1155/2012/723419">https://doi.org/10.1155/2012/723419</a></li>
	<li>أنجولو أورارتي ، أ. ، فان دير وال ، ت. ، وهوفينيرز ، س. (2020). تقاطعات الخلية كأجهزة استشعار ومحولات للقوى الميكانيكية. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - الأغشية الحيوية ، 1862 (9) ، 183316.</li>
</ol>

استجابة النسيج البيني الخلوي للقوى الميكانيكية

Cell-matrix's Response to Mechanical Forces

<div style="direction: rtl;">

في الخلايا الحيوانية، يسمح النسيج البيني الخلوي للخلايا الموجودة داخل الأنسجة بمقاومة الضغوط الخارجية ونقل الإشارات من خارج الخلية إلى الداخل. النسيج البيني الخلوي واسع النطاق، ويختلف تكوينه بين أنواع مختلفة من الأنسجة. على سبيل المثال، تشكل الألياف الشبكية والمادة الأرضية النسيج البيني في النسيج الضام الرخو، في حين تشكل الكولاجين ومعادن العظام النسيج البيني للأنسجة العظمية.

تقوم الوصلات المثبتة بربط الخلية ميكانيكيًا بالنسيج البيني الخلوي أو الخلايا الأخرى. تشكل مجموعة من الوصلات المثبتة مجمعات جزيئية كبيرة تسمى الالتصاقات البؤرية أو FAs. تنظم FAs التصاق الخلايا والنقل الميكانيكي، وهو تحويل الإشارات الميكانيكية إلى إشارات كيميائية في الخلية. تحدث FAs عادة على الأسطح الجانبية والقاعدية للخلايا، مما يوفر اتصالات قوية ومرنة. تم التعرف عليهم لأول مرة باستخدام مصل مضاد للأورام في خلايا كلية الفئران المحولة بفيروس ساركوما روس. ثلاثة بروتينات، تالين، فينكولين، وتنسين، وأشكالها الإيسوفورمية، تربط الإنتغرينات بالهيكل الخلوي، وبالتالي تقوية الوصلة. تعمل التغييرات التوافقية المعتمدة على التوتر على تنشيط التالين والفينكولين، مما يشير إلى مشاركتهما في إشارات الاستشعار الميكانيكي من بيئتهما.

</div>

في الخلايا الحيوانية ، تسمح المصفوفة خارج الخلية للخلايا داخل الأنسجة بتحمل الضغوط الخارجية وتنقل الإشارات من خارج الخلية إلى ...

cell-matrix-s-response-to-mechanical-forces

Education

JoVE Core

Cell Biology

بيولوجيا الخلية

Unit 1

الوحدة الأولى

Cell-Matrix Interactions

التفاعلات بين الخلية والمصفوفة

KEY TERMS AND CONCEPTS

المصطلحات والمفاهيم الأساسية

focal adhesions and cell mechanics

Focal adhesions help animal cells connect to the extracellular matrix and sense mechanical forces. The extracellular matrix, or ECM, sits outside cells and helps tissues withstand stress. It also sends signals from outside the cell to the inside.

The ECM is large and its makeup changes from one tissue to another. In loose connective tissue, reticular fibers and ground substance form the ECM. In bone tissue, collagen and bone minerals make up the ECM.

Anchoring junctions hold a cell to the extracellular matrix or to other cells. When many of these junctions cluster together, they form focal adhesions, or FAs. These structures support cell adhesion and mechanotransduction, which is the conversion of mechanical signals into chemical signals inside the cell.

Focal adhesions are often found on the lateral and basal surfaces of cells. This location gives cells strong but flexible connections. They were first recognized with an antitumor serum in Rous sarcoma virus-transformed rat kidney cells.

Several proteins connect integrins to the cytoskeleton and strengthen the junction. These proteins include talin, vinculin, and tensin, along with their isoforms. Tension can change the shape of talin and vinculin, which suggests that they help cells sense forces from their environment.

Focal Adhesions and Cell Mechanics

overview of cell-matrix interactions

ECM Proteins and Cell Signaling

The extracellular matrix, or ECM, is the material that helps hold cells together in a tissue. It also lets cells in that tissue communicate with one another. The ECM contains proteins such as fibronectin, collagen, and laminin. Collagen is the most abundant protein in this space. Collagen fibers are woven together with proteoglycans, which are protein molecules with carbohydrates attached. This mix gives the ECM its structure. It also supports cell migration and provides a scaffold for cell...

integrins

Integrins in Cell Adhesion

Integrins help animal and protozoan cells attach to the extracellular matrix, or ECM. These cells do not have cell walls, so the ECM helps maintain shape and provide structural stability. The ECM is a sticky network of carbohydrates and proteins found between adjacent cells. Some ECM proteins form a basement membrane, and other ECM parts adhere to it. Proteoglycans make up much of the ECM, while fibrous proteins such as collagen give it strength. Fibronectin connects proteoglycans and collagen...

activation of integrins

How Integrins Link Cells to Their Environment

Integrins help cells connect with their environment and send signals across the cell membrane. They can carry information from outside the cell to the inside, or from inside the cell to the outside. These two paths are called outside-in signaling and inside-out signaling. In outside-in signaling, molecules in the extracellular space bind to exposed ligand-binding sites on integrins. A ligand is a molecule that binds to a protein. This binding makes the inactive integrin change shape and become...

intracellular signaling affects focal adhesions

intracellular-signaling-affects-focal-adhesions

Integrins Trigger Focal Adhesion Signaling

Integrins trigger focal adhesion signaling at the cell membrane. These membrane receptors sit in the phospholipid bilayer with hydrophobic regions that match the membrane interior. They provide attachment sites for outside signals such as hormones and growth factors. When these effectors bind and become active, integrins can start response pathways inside the cell. Some integrin-driven pathways support cell growth and help cells survive. The signal begins at the membrane, but G-proteins and...

anchoring junctions

Cell Adhesion in Anchoring Junctions

Anchoring junctions are multiprotein complexes that help cells connect to other cells and to the extracellular matrix. They sit on the lateral and basal surfaces of cells. These junctions create strong, flexible links that help maintain tissue stability and integrity. Focal adhesions often form when cells interact with the extracellular matrix, or ECM, substrata. These contacts can start signal transduction through kinase cascades and other pathways. Together, these junctions help cells stay...

cell-matrix's response to mechanical forces

Focal adhesions help animal cells connect to the extracellular matrix and sense mechanical forces. The extracellular matrix, or ECM, sits outside cells and helps tissues withstand stress. It also sends signals from outside the cell to the inside. The ECM is large and its makeup changes from one tissue to another. In loose connective tissue, reticular fibers and ground substance form the ECM. In bone tissue, collagen and bone minerals make up the ECM. Anchoring junctions hold a cell to the...

key terms and concepts

Learn how focal adhesions connect animal cells to the extracellular matrix, support adhesion, and convert mechanical signals into chemical signals.

Focal Adhesions and Cell Mechanics | JoVE K12

cell biology

JoVE Core Cell Biology illustrates complex cellular processes in easy-to-understand yet comprehensive animated video lessons. This collection focuses on the essential components and functions of cells, including organelles and membranes, cellular transport, and cell energetics. It is complemented by scientist-in-action videos that demonstrate the application of cell biology in real-world research experiments.

Focal Adhesions and Cell Mechanics

Description

Transcript