Name: integrins trigger focal adhesion signaling
Uploaded: 2023-04-30T11:54:28.000Z
Duration: 1 min 17 s
Channel: JoVE

Los grupos de integrinas en la membrana celular pueden unir temporalmente los ligandos de la matriz extracelular con el citoesqueleto para formar complejos de adhesión focal.
Las adherencias focales pueden crecer y encogerse, lo que permite que la célula se arrastre durante la migración.
Mientras que la adhesión se origina en la membrana celular, las señales son transmitidas por proteínas quinasas y proteínas G en cascada a través de la célula.
Por ejemplo, la trombina, una molécula de señalización extracelular en las plaquetas, activa el receptor acoplado a la proteína G, cAR1/cAR3, que a su vez activa la GTPasa Rap1.
Active Rap1 interactúa con una molécula adaptadora que interactúa con Rap1-GTP o RIAM que recluta talina inactiva en la membrana celular.
Los dominios de cabeza N-terminal y cola C-terminal de Talin inactivos se pliegan juntos. La unión de un fosfoinositida en la membrana celular interrumpe la interacción cabeza-cola, lo que ayuda a que la talina se despliegue.
Junto con la kindlin, la talina activa la integrina y se une a otras proteínas adaptadoras como la vinculina, que unen la integrina a los filamentos de actina.

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	<li>Stouffer, G. A. y S. S. Smyth. "Efectos de la trombina en las interacciones entre las integrinas β3 y la matriz extracelular en plaquetas y células vasculares". Arteriosclerosis, trombosis y biología vascular 23, no. 11 (2003): 1971-1978.</li>
	<li>Cordes, N., Seidler, J., Durzok, R., Geinitz, H., & Brakebusch, C. (2006). La señalización mediada por β1-integrina contribuye esencialmente a la supervivencia celular después de una lesión genotóxica inducida por radiación. Oncogén, 25(9), 1378-1390.</li>
	<li>Cirit, M., Krajcovic, M., Choi, C. K., Welf, E. S., Horwitz, A. F., & Haugh, J. M. (2010). Modelo estocástico de la dinámica de señalización y adhesión mediada por integrinas en los bordes delanteros de las células migratorias. Biología computacional PLoS, 6(2), e1000688.</li>
</ol>

la señalización intracelular afecta las adherencias focales

Intracellular Signaling Affects Focal Adhesions

Las integrinas actúan como receptores de entrada extracelulares y como activadores de procesamiento intracelular. Como sugiere su nombre, las integrinas están completamente integradas en la estructura de la membrana. Sus regiones hidrofóbicas que atraviesan la membrana interactúan con la región hidrofóbica de la bicapa de fosfolípidos. Estos receptores de membrana proporcionan sitios de unión extracelular para efectores como hormonas y factores de crecimiento. Activan cascadas de respuesta intracelular cuando sus efectores están unidos y activos.

Algunas vías de estimulación mediadas por integrinas inducen la proliferación celular y promueven la supervivencia celular. Las adherencias se originan en la membrana celular, pero las señales se transmiten por toda la célula mediante proteínas G y proteínas quinasas en cascada. Por ejemplo, la unión de la trombina a los receptores acoplados a la proteína G desencadena una señalización intracelular para activar las integrinas en las plaquetas. Las integrinas activadas se unen a secuencias de péptidos RGD en proteínas sanguíneas, como el fibrinógeno. A medida que los fibrinógenos comienzan a formar puentes, las adherencias focales se agrupan y las plaquetas se agregan.

Las integrinas también pueden unirse directamente a proteínas de señalización y transmitir las señales a la célula. En la vía de la quinasa Ras/MAP, la quinasa de adhesión focal (FAK), una proteína quinasa citoplasmática, es el modo mejor estudiado de señalización de integrinas. Los estudios sugieren que las adherencias focales contienen muchos sitios de fosforilación de tirosina y, por lo tanto, contienen proteínas fosforiladas en tirosina como FAK. Las integrinas se agrupan en las uniones célula-matriz y la subunidad β recluta FAK a través de proteínas adaptadoras como paxilina o talina unidas a la subunidad α. Las proteínas FAK se agrupan en el sitio y fosforilan un sitio de tirosina específico entre sí. Esto crea un sitio de acoplamiento de fosfotirosina para las proteínas Src que pertenecen a la familia de las tirosina quinasas citoplasmáticas. La FAK además fosforila otros sitios de tirosina, estableciendo así sitios de acoplamiento para diversas proteínas implicadas en la señalización intracelular.

La señalización intracelular afecta las adherencias focales

Las integrinas actúan como receptores de entrada extracelular y como activadores del procesamiento intracelular. Como su nombre indica, las integrinas están completamente integradas ...

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Biología Celular

Unit 1

Unidad 1

Cell-Matrix Interactions

Interacciones célula-matriz

KEY TERMS AND CONCEPTS

TÉRMINOS Y CONCEPTOS CLAVE

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 protein kinases carry it through the cell in a cascade. In platelets, thrombin binds to G-protein-coupled receptors and activates integrins. The activated integrins then bind RGD peptide sequences on blood proteins such as fibrinogen. As fibrinogen bridges form, focal adhesions cluster and the platelets aggregate.

Integrins can also pass signals directly into the cell by binding signaling proteins. In the Ras/MAP kinase pathway, focal adhesion kinase, or FAK, is the best-studied example of integrin signaling. Focal adhesions contain many tyrosine phosphorylation sites, so they include tyrosine-phosphorylated proteins such as FAK. Integrins cluster at cell-matrix junctions, and the beta subunit recruits FAK through adaptor proteins such as paxillin or talin bound to the alpha subunit.

FAK proteins cluster at the site and phosphorylate a specific tyrosine on each other. This creates a phospho-tyrosine docking site for Src proteins, which are cytoplasmic tyrosine kinases. FAK also phosphorylates other tyrosine sites. These new docking sites recruit more proteins that help carry out intracellular signaling.

Integrins Trigger Focal Adhesion Signaling

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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

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

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

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...

key terms and concepts

Learn how integrins activate focal adhesion signaling, connect to fibrinogen in platelets, and recruit FAK, Src, and other proteins inside the cell.

Integrins Trigger Focal Adhesion Signaling | JoVE K12

cell biology

JoVE Core Biología Celular ilustra procesos celulares complejos mediante completos vídeos animados fáciles de entender. Esta colección se centra en los componentes esenciales de las células y su funcionamiento, incluyendo los orgánulos y las membranas, el transporte celular y el metabolismo energético celular. Todo este material se complementa con los vídeos de científicos en acción, que muestran la aplicación de la biología celular en experimentos reales de investigación.

Integrins Trigger Focal Adhesion Signaling

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