Coloración de inmunofluorescencia de actina (en verde) e e da proteína de adhesión focal vinculina (en vermello) nun fibroblasto. As adhesións focais son visibles como puntos vermellos nos extremos dos feixes verdes.
En bioloxía celular, as **adhesións focais** (tamén chamadas **adhesións célula-matriz** ou **FAs**) son grandes ensamblaxes macromoleculares a través das cales se transmiten a forza mecánica e sinais regulatorios entre a matriz extracelular e unha célula interaccionante. Tamén se poden definir como estruturas subcelulares que funcionan como mediadoras dos efectos regulatorios (é dicir, eventos de sinalización) dunha célula en resposta á adhesión á matriz extracelular.

As adhesións focais serven como ligazóns mecánicas á matriz extracelular e como un centro de sinalización bioquímica para concentrar e dirixir numerosas proteínas de sinalización a sitios onde se unen e agrupan integrinas.

Estrutura e función
-------------------

As adhesións focais conteñen integrinas, que son estruturas multiproteicas que forman ligazóns mecánicas entre feixes de actina intracelulares e o substrato extracelular en moitos tipos de células. As adhesións focais son complexos proteicos grandes e dinámicos por medio dos cales o citoesqueleto dunha célula conecta coa matriz extracelular. Están limitados a rangos de distancia claramente definidos da célula, nos cales a membrana plasmática se achega a só uns 15 nm do substrato da matriz extracelular. As adhesións focais están nun estado de fluxo constante: as proteínas asócianse e desasócianse con elas continuamente a medida que se transmiten sinais a outras partes da célula, relacionándose con procesos como a mobilidade celular ou o ciclo celular. As adhesións focais poden conter unhas 100 proteínas diferentes, o cal suxire que teñen unha considerable diversidade funcional. Máis que simplemente ancorar a célula, as adhesións funcionan como transportadores de sinais (sensores), que informan á célula sobre as condicións da matriz extracelular e así afectan ao seu conportamento. En células sésiles as adhesións focais son bastante estables en condicións normais, mentres que en células móbiles a súa estabilidade diminúe: isto débese a que en células móbiles as adhesións focais están sendo ensambladas e desensambladas decote a medida que a célula establece contactos co extremo frontal en avance e rompe os antigos contactos no bordo da célula posterior que se arrastra. Un exemplo do seu importante papel é no sistema inmunitario, no cal os glóbulos brancos migran ao longo do endotelio e tecido conectivo seguindo sinais celulares ata os tecidos danados.

Morfoloxía
----------

A conexión entre as adhesións focais e as proteínas da matriz extracelular depende xeralmente das integrinas. As integrinas únense a proteínas da matriz extracelular por medio de secuencias curtas de aminoácidos, como o motivo RGD (que se encontra en proteínas como a fibronectina, laminina ou vitronectina), ou os motivos DGEA e GFOGER que se encontran no coláxeno. As integrinas son heterodímeros que están formados por unha unidade beta e unha alfa. Estas dúas subunidades están presentes en diferentes formas e os seus correspondentes ligandos serven para clasificar estes receptores en catro grupos: receptores RGD, receptores de laminina, receptores específicos de leucocitos e receptores de coláxeno. Dentro da célula o dominio intracelular de integrina únese ao citoesqueleto por medio de proteínas adaptadors como a talina, α-actinina, filamina, vinculina e tensina. Moitas outras proteías de sinalización intracelular, como a quinase de adhesión focal, únense e asócianse con este complexo integrina-proteína adaptadora–citoesqueleto e isto forma a base dunha adhesión focal.

Dinámica da adhesión con células migrantes
------------------------------------------

A ensamblaxe e desensamblaxe dinámicas das adhesións focais teñen un papel protagonista na migración celular. Durante a migración celular, cambian a composición e a morfoloxía da adhesión focal. Inicialmente, fórmanse pequenas adhesións focais (0,25μm²) chamadas complexos focais (FXs) na fronte de avance da célula en lamelipodios; constan de integrinas e dalgunhas proteínas adaptadoras, como a talina, paxilina e tensina. Moitos destes complexos focais non chegan a madurar e son desensamblados a medida que o lamelipodio se retira. Porén, algúns complexos focais maduran dando lugar adhesións focias máis grandes e estables e recrutan moitas máis proteínas como a zyxina. O recrutamento de compoñentes das adhesións focais ocorre de meneira secuencial e ordenada. Unha vez no seu lugar, unha adhesión focal permanece estacionaria con respecto á matriz extracelular e a célula usa isto como unha áncora sobre a cal pode empurrar ou tirar da matriz extracelular. A medida que a célula avanza polo camiño elixido, unha adhesión focal dada móvese cada vez máis preto do bordo posterior que se arrastra da célula. Neste bordo de arrastre a adhesión focal debe disolverse. O mecanismo disto non se comprende ben e probablemente é inducido por unha variedade de métodos dependendo das circunstancias da célula. Unha posibilidade é que estea implicada a protease dependente de calcio calpaína: observouse que a inhibición da calpaína leva á inhibición da separación entre a adhesión focal e a matriz extracelular. Os compoñentes da adhesión focal están entre os substratos coñecidos da calpaína e é posible que a calpaína degrade estes compoñentes para axudar á desensamblaxe das adhesións focais.

### Fluxo retrógrado de actina

A ensamblaxe de adhesións focais nacentes é moi dependente do fluxo retrógrado de actina. Este é un proceso que se produce en células migrantes, no que os filamentos de actina se polimerizan no bordo que avanza da célula e flúen cara atrás en dirección ao corpo celular. Esta é a forza de tracción que cómpre para a migración; a adhesión focal actúa como unha garra molecular cando se agarra á matriz extracelular e impide o movemento retrógrado da actina, xerando así a forza que pula (tracción) no sitio de adhesión, que é necesaria para que a célula se mova cara a adiante. Esta tracción pode visualizarse con microscopia de forza de tracción. Unha metáfora común para explicar o fluxo retrógrado da actina é o dun gran número de persoas flotando nunha corrente fluvial que están sendo arrastradas río abaixo, pero que algunhas delas conseguen agarrarse a rochas ou pólas das ribeiras do río para parar o seu movemento río abaixo. Así, xérase unha forza que tira da rocha ou póla á que están agarrados. Estas forzas son necesarias para a ensamblaxe correcta, o crecemento e maduración das adhesións focais.

### Sensor biomecánico natural

As forzas mecánicas extracelulares, que se exercen por medio de adhesións focais, poden activar a quinase Src e estimular o crecemento das adhesións. Isto indica que as adhesións focais poden funcionar como sensores mecánicos e suxire que a forza xerada polas fibras de miosina podería contribuír á maduración dos complexos focais. Isto está apoiado ademais polo feito de que a inhibición das forzas xeradas pola miosina leva a unha lenta desensamblaxe das adhesións focais ao cambiar a cinética do recambio das proteínas de adhesión focal.

Porén, as relacións entre forzas nas adhesións focais e a súa maduración composicional, seguen sen estar claras. Por exemplo, impedir a maduración das adhesións focais ao inhibir a actividade da miosina ou a ensamblaxe das fibras de estrés non impide o establecemento das forzas xeradas polas adhesións focais, nin impide que as células migren. Así, a propagación da forza por medio de adhesións focais pode non ser percibida directamente polas células en todo momento e en todas as escalas de forza.

O seu papel na mecanorrecepción é importante para a durotaxe (migración celular guiada por gradientes de rixidez).

Notas
-----

1. ↑  Chen, CS; Alonso, JL; Ostuni, E; Whitesides, GM; Ingber, DE (2003). "Cell shape provides global control of focal adhesion assembly". *Biochemical and Biophysical Research Communications* **307** (2): 355–61. PMID 12859964. doi:10.1016/s0006-291x(03)01165-3.
2. ↑  Zaidel-Bar, R; Cohen, M; Addadi, L; Geiger, B (2004). "Hierarchical assembly of cell matrix adhesion complexes". *Biochemical Society Transactions* **32** (3): 416–20. PMID 15157150. doi:10.1042/bst0320416.
3. ↑  Zamir, E; Geiger, B (2001). "Molecular complexity and dynamics of cell–matrix adhesions". *Journal of Cell Science* **114** (20): 3583–90. PMID 11707510. doi:10.1242/jcs.114.20.3583.
4. ↑  Riveline, D; Zamir, E; Balaban, NQ; Schwarz, US; Ishizaki, T; Narumiya, S; Kam, Z; Geiger, B; Bershadsky, AD (2001). "Focal contacts as mechanosensors: externally applied local mechanical force induces growth of focal contacts by an mDia1-dependent and ROCK-independent mechanism". *Journal of Cell Biology* **153** (6): 1175–86. PMC 2192034. PMID 11402062. doi:10.1083/jcb.153.6.1175.
5. ↑  Zaidel-Bar, R; Cohen, M; Addadi, L; Geiger, B (xuño de 2004). "Hierarchical assembly of cell-matrix adhesion complexes.". *Biochemical Society Transactions* **32** (Pt3): 416–20. PMID 15157150. doi:10.1042/bst0320416.
6. ↑  Huttenlocher, A; Palecek, SP; Lu, Q; Zhang, W; Mellgren, RL; Lauffenburger, DA; Ginsberg, MH; Horwitz, AF (1997). "Regulation of cell migration by the calcium-dependent protease calpain". *Journal of Biological Chemistry* **272** (52): 32719–22. PMID 9407041. doi:10.1074/jbc.272.52.32719.
7. ↑  Gardel, M. L.; Sabass, B.; Ji, L.; Danuser, G.; Schwarz, U. S.; Waterman, C. M. (8 de decembro de 2008). "Traction stress in focal adhesions correlates biphasically with actin retrograde flow speed". *The Journal of Cell Biology* **183** (6): 999–1005. PMC 2600750. PMID 19075110. doi:10.1083/jcb.200810060.
8. ↑  Wang, Y; Botvinick, EL; Zhao, Y; Berns, MW; Usami, S; Tsien, RY; Chien, S (2005). "Visualizing the mechanical activation of Src". *Nature* **434** (7036): 1040–5. Bibcode:2005Natur.434.1040W. PMID 15846350. doi:10.1038/nature03469.
9. ↑  Wolfenson, H.; Bershadsky, A.; Henis, Y. I.; Geiger, B. (2011). "Actomyosin-generated tension controls the molecular kinetics of focal adhesions". *J Cell Sci* **124** (9): 1425–32. PMC 3078811. PMID 21486952. doi:10.1242/jcs.077388.
10. ↑  Beningo, Karen A.; Dembo, Micah; Kaverina, Irina; Small, J. Victor; Wang, Yu-li (2001-05-14). "Nascent Focal Adhesions Are Responsible for the Generation of Strong Propulsive Forces in Migrating Fibroblasts". *The Journal of Cell Biology* **153** (4): 881–888. ISSN 0021-9525. PMC 2192381. PMID 11352946. doi:10.1083/jcb.153.4.881.
11. ↑  Stricker, Jonathan; Aratyn-Schaus, Yvonne; Oakes, Patrick W.; Gardel, Margaret L. (2011-06-22). "Spatiotemporal constraints on the force-dependent growth of focal adhesions". *Biophysical Journal* **100** (12): 2883–2893. Bibcode:2011BpJ...100.2883S. ISSN 1542-0086. PMC 3123981. PMID 21689521. doi:10.1016/j.bpj.2011.05.023.

Véxase tamén
------------

### Outros artigos

* Actina
* Paxilina
* Adhesión celular

### Ligazóns externas

* MBInfo - Adhesión focal
* MBInfo - Ensamblaxe da adhesión local
* MBInfo - Regulación da ensamblaxe da adhesión local
* AdhesomeFAnetwork Arquivado 31 de xullo de 2022 en Wayback Machine. Base de datos con todas as proteínas de adhesión focal e as súas interaccións bioquímicas
* Conexións intercelulares
* Zaidel-Bar Cell Adhesion Lab

|  |  |
| --- | --- |
| Control de autoridades | 
* Wd: Q904514
* JSTOR: focal-adhesions
* MAG: 151166631

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Identificadores | 
* MeSH: D022001
* MeSH: A11.284.149.165.165.285
* UMLS: C0887870

 |