Les filaments d’actine, également appelés microfilaments, sont de minces filaments de support produits à partir de chaînes de la protéine actine, présente dans les cellules de tous les organismes eucaryotes. Bien que ces filaments remplissent de nombreuses fonctions différentes, ils existent principalement pour fournir un support structurel et un transport intracellulaire en tant que parties du cytosquelette cellulaire. Les filaments d’actine peuvent également jouer un rôle majeur dans le maintien ou la modification des formes cellulaires et dans le déplacement d’une cellule. À plus grande échelle, l’actine fait partie intégrante du processus de contraction musculaire, sans lequel les actions de l’homme et de nombreux autres organismes seraient totalement impossibles. La quasi-ubiquité de l’actine dans les cellules la rend très utile pour une variété d’applications de recherche axées sur le cytosquelette et d’autres domaines de la biologie cellulaire.
La polymérisation de l’actine, ou le processus par lequel les monomères de la protéine actine se combinent pour former des filaments d’actine, commence par un processus appelé nucléation. La nucléation se produit lorsqu’un groupe de trois monomères d’actine ou plus, spontanément ou non, se regroupe, formant une base sur laquelle d’autres monomères d’actine peuvent se fixer. La polymérisation de l’actine ne forme pas un seul brin linéaire ; il forme plutôt un filament d’actine constitué d’une double hélice de monomères d’actine liés. Un tel agencement est beaucoup plus durable qu’un simple brin linéaire ne le serait.
La polymérisation de l’actine est un processus réversible, ce qui signifie que les filaments d’actine peuvent être décomposés en unités individuelles d’actine. Cela rend le processus très dynamique, car les filaments d’actine peuvent se polymériser et se dépolymériser rapidement à différents endroits de la cellule. Divers changements chimiques dans différentes parties d’une cellule peuvent favoriser la polymérisation ou la dépolymérisation, de sorte que les filaments d’actine peuvent être assemblés ou désassemblés assez rapidement en fonction des besoins particuliers de la cellule. Il a tendance à exister un équilibre dynamique apparent entre la concentration de monomères d’actine et de filaments, bien qu’une variété de facteurs puissent affecter cet équilibre. En dessous d’un certain seuil de concentration de monomères, les filaments ne se formeront probablement pas, mais au-dessus de ce seuil, la nucléation et la polymérisation se produisent spontanément.
L’actine, en raison de sa quasi-ubiquité dans les cellules eucaryotes et de sa nature essentielle en tant que partie du cytosquelette cellulaire, est couramment étudiée en expérimentation biologique. Diverses méthodes ont été développées pour colorer l’actine afin que les changements résultant de médicaments ou de modifications génétiques puissent être observés. Les organismes ou les cellules peuvent être génétiquement modifiés ou traités avec différents médicaments qui affectent la polymérisation des filaments d’actine. De telles expériences sont utilisées pour classer avec précision les nombreux rôles des filaments d’actine et pour apprendre comment leur modification affecte les cellules.