Les microfilaments se trouvent à l’intérieur des cellules et sont de minuscules brins constitués d’une protéine appelée actine. Ils sont parfois appelés filaments d’actine, ou filaments minces, et ils aident à soutenir la structure de la cellule, ou cytosquelette. De plus, les microfilaments sont impliqués dans la modification de la forme de la cellule, son mouvement et sa division. À l’intérieur du muscle, les microfilaments sont arrangés avec des filaments épais faits de protéine myosine, et ensemble, ils permettent la contraction musculaire.
Les cellules eucaryotes, que l’on trouve chez les animaux et les plantes, contiennent généralement des microfilaments. Ils sont contenus dans la substance qui remplit la cellule, appelée cytoplasme. Chaque microfilament est composé de nombreuses petites molécules d’une protéine appelée actine, qui est fabriquée à l’intérieur de la cellule. Les molécules d’actine individuelles sont arrondies et enchaînées ensemble en longues chaînes. Deux longues chaînes se tordent l’une autour de l’autre pour former une spirale allongée appelée hélice, ce qui crée un microfilament d’un diamètre d’environ cinq nanomètres.
Dans la cellule, les microfilaments se trouvent généralement rassemblés autour de la périphérie, juste sous la surface externe. Ici, ils peuvent réguler la forme de la cellule, répondant aux changements de l’environnement environnant. Les filaments minces jouent un rôle dans la formation de minuscules projections à partir de la surface cellulaire, appelées microvillosités. Ils peuvent également former une plus grande saillie, permettant à une cellule de se déplacer à la manière d’une amibe sur une surface. Les microfilaments sont également impliqués dans l’extension de la surface de certaines cellules immunitaires pour engloutir les substances indésirables.
À l’intérieur du muscle, les filaments d’actine se combinent avec les filaments de myosine d’une manière qui donne aux muscles leur force et leur capacité à se contracter. Les filaments de myosine sont regroupés pour former ce qu’on appelle des filaments épais, d’un diamètre d’environ 15 nanomètres. Des empilements de filaments épais et des empilements de filaments fins sont disposés alternativement le long d’une fibre musculaire, leurs extrémités se chevauchant légèrement. Pendant la contraction musculaire, des liens entre les filaments minces et épais sont créés et rompus, ce qui fait que les filaments glissent les uns sur les autres dans un mouvement de type cliquet.
Comme les cellules eucaryotes chez les animaux dépendent des microfilaments pour fonctionner normalement, certains champignons et plantes produisent des poisons pour les cibler, comme protection contre la consommation. La plupart des toxines contenues dans ces poisons agissent en se liant aux molécules d’actine, interférant avec la production et le comportement des microfilaments. Un exemple est le poison de la phalloïdine, trouvé dans les champignons de la mort, et il a été suggéré que manger de grandes quantités de viande crue peut aider à contrecarrer l’effet de cette toxine, en fournissant beaucoup d’actine supplémentaire à laquelle la phalloïdine se lie.