1) La contrazione muscolare richiede energia sotto forma di ATP e consiste nello scivolamento dei filamenti della proteina actina su quelli della proteina miosina.
2) L'actina e' una piccola proteina globulare che forma microfilamenti spiraliformi (filamenti sottili) dovuti all'autoassemblaggio dei monomeri globulari. I microfilamenti di actina nel muscolo scheletrico sono ancorati alla struttura proteica del disco Z.
3) La miosina e' una proteina piuttosto grande, con una lunga coda fibrosa e una testa globulare, nella quale risiede l'attivita' ATPasica. Forma dei fasci (filamenti spessi) nei quali le code si attorcigliano tra loro mentre le teste sporgono ad angolo retto. I filamenti di miosina sono ancorati alle proteine del disco M e si intersecano con i filamenti di actina. Il contatto tra l'actina e la miosina avviene a livello delle teste della miosina che riconoscono un sito di legame sulle molecole di actina. La struttura formata dai filamenti sottili e dai filamenti spessi e compresa tra due dischi Z costituisce un sarcomero.
4) Il sarcomero si contrae, riducendo la sua lunghezza, grazie ad un cambiamento conformazionale delle teste della miosina che si ripiegano all'indietro, verso la parte fibrosa della macromolecola, e in questo modo tirano verso il disco M il filamento di actina. Questo cambiamento conformazionale si associa al rilascio di ADP a al legame con ATP. Con l'idrolisi dell'ATP la testa della miosina si libera dal legame con l'actina e scatta in avanti, nella sua posizione di riposo, prendendo contatto con un nuovo monomero di actina, in posizione piu' avanzata del precedente e il ciclo si ripete. Sono disponibili sul web vari filmati che illustrano questo processo; si veda ad esempio questo link. Si noti che un muscolo puo' esercitare una forza soltanto contraendosi: l'estensione del sarcomero e' infatti passiva e determinata dalla contrazione di un muscolo antagonista.