α-肌动蛋白分子的一级结构大约由400个氨基酸组成，其中仅横纹肌、心肌、血管平滑肌和肠道平滑肌的α-肌动蛋白之间相差4至6个氨基酸，而β-肌动蛋白或γ-肌动蛋白与α-横纹肌肌动蛋白相比则相差约25个氨基酸。这表明这些肌动蛋白基因可能源自同一个祖先基因。简单的真核生物，如酵母或粘菌，仅有一个肌动蛋白基因，产生一种肌动蛋白。相比之下，许多多细胞真核生物，如海胆、网柄菌属和某些植物，具有多个肌动蛋白基因，数量分别为11、17和60个。