O tubulină este o proteină sferică, care se găsește de obicei în celulele eucariote, care se prezintă sub mai multe forme, toate având roluri vitale în structura și funcția celulei. Formele alfa și beta ale acestor proteine sunt blocurile de bază ale microtubulilor, una dintre componentele principale ale citoscheletului unei celule. Gamma tubulina, o a treia formă a acestei familii de proteine, lucrează împreună cu alte proteine pentru a iniția crearea de microtubuli într-un proces numit nucleare a microtubulilor. Încă două proteine din această familie, soiurile delta și epsilon, pot juca un rol în mitoza celulară, deși cercetările asupra acestor proteine nu sunt la fel de extinse. Cele mai multe forme de tubulină sunt cunoscute a fi proteine heterodimere, ceea ce înseamnă că constau din două secvențe polipeptidice neidentice legate între ele.
Înainte ca formele alfa și beta ale tubulinei să poată începe să lucreze creând microtubuli într-un proces cunoscut sub numele de polimerizare, forma gamma trebuie mai întâi să ofere un cadru prin combinarea cu alte proteine pentru a forma o structură numită complex inel de tubulină gamma (y-TUrc). Odată ce y-TURc este format, polimerizarea poate avea loc folosind y-TURc ca platformă. Forma gamma a proteinei se găsește de obicei într-un organel celular cunoscut sub numele de centrozom, care este un centru de organizare a microtubulilor (MTOC).
Procesul de polimerizare are loc de obicei într-un MTOC și implică legarea formelor de proteine alfa și beta la o nucleotidă cunoscută sub numele de guanozin trifosfat (GTP). În timp ce sunt legați de GTP, dimerii de tubulină se aranjează în lanțuri lungi de polimeri numite protofilamente, care sunt aranjate prin alternarea formelor proteinei alfa și beta. Aceste protofilamente sunt apoi împachetate împreună în fibrele goale care sunt microtubuli. Microtubulii sunt o parte importantă a citoscheletului unei celule, jucând un rol vital în menținerea formei și structurii celulei. Ei sunt capabili să schimbe formarea pentru a ajuta la executarea funcțiilor celulare, cum ar fi mitoza și transportul veziculelor, parțial datorită naturii flexibile a tubulinei alfa și beta.
Se credea cândva că aceste proteine au apărut doar în celulele eucariote. Cu toate acestea, în anii 1950, s-a descoperit că celulele procariote, în special bacteriile, posedă o proteină numită Filamenting temperature-sensitive mutant Z (FtsZ), care este omoloagă familiei de proteine tubuline. FtsZ este codificat de gena ftsZ și este o componentă a citoscheletului procariotic. Joacă un rol în diviziunea celulelor procariote, creând o structură numită inelul FtsZ, care este vitală pentru formarea de noi pereți celulari. Inelul FtsZ este, de asemenea, utilizat în unele celule eucariote pentru diviziunea cloroplastelor și a unor varietăți de mitocondrii.