Τα νήματα ακτίνης, επίσης γνωστά ως μικρονημάτια, είναι λεπτά νήματα υποστήριξης που παράγονται από αλυσίδες της πρωτεΐνης ακτίνης, η οποία υπάρχει στα κύτταρα όλων των ευκαρυωτικών οργανισμών. Ενώ αυτά τα νήματα εξυπηρετούν πολλές διαφορετικές λειτουργίες, υπάρχουν κυρίως για να παρέχουν δομική υποστήριξη και ενδοκυτταρική μεταφορά ως μέρη του κυτταρικού κυτταροσκελετού. Τα νήματα ακτίνης μπορούν επίσης να διαδραματίσουν σημαντικούς ρόλους στη διατήρηση ή αλλαγή των κυτταρικών σχημάτων και στην πρόκληση κίνησης ενός κυττάρου. Σε μεγαλύτερη κλίμακα, η ακτίνη παίζει αναπόσπαστο μέρος στη διαδικασία της σύσπασης των μυών, χωρίς την οποία οι ενέργειες των ανθρώπων και πολλών άλλων οργανισμών θα ήταν εντελώς αδύνατες. Η σχεδόν πανταχού παρούσα ακτίνη στα κύτταρα την καθιστά πολύ χρήσιμη για μια ποικιλία ερευνητικών εφαρμογών με επίκεντρο τον κυτταροσκελετό και άλλους τομείς της κυτταρικής βιολογίας.
Ο πολυμερισμός της ακτίνης, ή η διαδικασία με την οποία τα μονομερή της πρωτεΐνης ακτίνης συνδυάζονται για να σχηματίσουν νημάτια ακτίνης, ξεκινά με μια διαδικασία που ονομάζεται πυρήνωση. Η πυρήνωση συμβαίνει όταν μια ομάδα τριών ή περισσότερων μονομερών ακτίνης, αυθόρμητα ή με άλλο τρόπο, ομαδοποιούνται, σχηματίζοντας μια βάση στην οποία μπορούν να προσκολληθούν άλλα μονομερή ακτίνης. Ο πολυμερισμός της ακτίνης δεν σχηματίζει έναν μόνο γραμμικό κλώνο. σχηματίζει, μάλλον, ένα νήμα ακτίνης που αποτελείται από μια διπλή έλικα συνδεδεμένων μονομερών ακτίνης. Μια τέτοια διάταξη είναι πολύ πιο ανθεκτική από ότι θα ήταν ένας γραμμικός κλώνος.
Ο πολυμερισμός ακτίνης είναι μια αναστρέψιμη διαδικασία, που σημαίνει ότι τα νήματα ακτίνης μπορούν να διασπαστούν σε μεμονωμένες μονάδες ακτίνης. Αυτό δημιουργεί μια πολύ δυναμική διαδικασία, καθώς τα νήματα ακτίνης μπορούν να πολυμεριστούν και να αποπολυμεριστούν γρήγορα σε διαφορετικές θέσεις σε όλο το κύτταρο. Διάφορες χημικές αλλαγές σε διαφορετικά μέρη ενός κυττάρου μπορούν να προωθήσουν τον πολυμερισμό ή τον αποπολυμερισμό, οπότε τα νήματα ακτίνης μπορούν να συναρμολογηθούν ή να αποσυναρμολογηθούν αρκετά γρήγορα με βάση τις ιδιαίτερες ανάγκες του κυττάρου. Τείνει να υπάρχει μια φαινομενική δυναμική ισορροπία μεταξύ της συγκέντρωσης μονομερών ακτίνης και νημάτων, αν και διάφοροι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν αυτήν την ισορροπία. Κάτω από μια ορισμένη συγκέντρωση κατωφλίου μονομερών, τα νήματα πιθανότατα δεν θα σχηματιστούν, αλλά πάνω από αυτό το όριο, η πυρήνωση και ο πολυμερισμός εμφανίζονται αυθόρμητα.
Η ακτίνη, λόγω της σχεδόν πανταχού παρουσίας της στα ευκαρυωτικά κύτταρα και της ουσιαστικής της φύσης ως μέρος του κυτταρικού κυτταροσκελετού, μελετάται συνήθως σε βιολογικούς πειραματισμούς. Διάφορες μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί για τη βαφή ακτίνης έτσι ώστε να παρατηρούνται αλλαγές που προκύπτουν από φάρμακα ή γενετική τροποποίηση. Οι οργανισμοί ή τα κύτταρα μπορούν να τροποποιηθούν γενετικά ή να υποβληθούν σε θεραπεία με διαφορετικά φάρμακα που επηρεάζουν τον πολυμερισμό των νημάτων της ακτίνης. Τέτοια πειράματα χρησιμοποιούνται για την ακριβή ταξινόμηση των πολλών ρόλων των νημάτων της ακτίνης και για να μάθουν πώς η μεταβολή τους επηρεάζει τα κύτταρα.