Subunità a disposizione longitudinale che costituiscono la fibra muscolare. Sono appena visibili in preparati istologici convenzionali, conferiscono un aspetto punteggiato e si estendono per l'intera lunghezza della fibra muscolare. Sono costituite da fasci di microfilamenti che sono singoli polimeri filamentosi di miosina II e di actina con le loro proteine associate e sono RESPONSALIBI dell'ATTIVITÁ CONTRATTILE del muscolo striato. I fasci di miofilamenti sono circondati da REL, chiamato anche reticolo sarcoplasmatico, a formare una rete ben organizzata di tubuli.
Striature trasversali sono evidenti in preparati colorati in EE di sezioni longitudinali di fibre muscolari, ma sono visibili anche in preparazioni non colorate come al microscopio polarizzatore in cui appaiono bande chiare e bande scure alternate chiamate banda A e banda I.
Le bande scure sono birifrangenti, suddividono la luce polarizzata su due piani, sono perciò anisotrope, quindi dette bande A(possiamo avere zone di sovrapposizione di actina e miosina); le bande chiare sono monorifrangenti, non alterano il piano della luce polarizzata, sono quindi isotrope, quindi abbiamo le bande I(abbiamo la presenza solo di actina). La banda I è divisa a metà da una linea densa, la linea Z o disco Z; la banda A è suddivisa a metà da una regione di minor densità detta banda H(abbiamo la presenza solo di miosina), che è a sua volta suddivisa a metà da una sottile linea densa chiamata linea M.
L' UNITÀ FUNZIONALE delle miofibrille è il SARCOMERO, il segmento di miofibrilla tra due linee Z, che misura 2-3µm nel muscolo rilassato, più di 4µm nel muscolo stirato e può ridursi a 1µm nel caso di massima contrazione.
La disposizione dei filamenti spessi e sottili dà origine alle differenze di densità responsabili della struttura trasversale della miofibrilla. Durante la contrazione il sarcomero e la banda I si accorciano, mentre la banda A mantiene la sua lunghezza. Per mantenere costante la lunghezza dei filamenti, l'accorciamento dei filamenti si accompagna a un aumento della sovrapposizione dei filamenti spessi e sottili.
I filamenti di miosina hanno uno spessore di 1,6µm e si trovano nella posizione centrale del sarcomero. La miosina II è responsabile della motilità del muscolo scheletrico in seguito all'interazione ciclica con la subunità di actina. Questa attività ciclica di formazione dei ponti trasversali dell'actomiosina fa scivolare reciprocamente i filamenti spessi e sottili tra di loro producendo movimento. La linea Z ancora i filamenti sottili dei due sarcomeri tramite l'α-actinina. Un tipico filamento sottile ha il diametro di 5-6nm ed è costituito da una doppia elica di monomeri di actina polimerizzati. Le due importi proteine regolatorie del muscolo striato, tropomiosina e troponina, sono intrecciate con i due filamenti di actina.