Una tubulina è una proteina sferica, solitamente presente nelle cellule eucariotiche, che si presenta in molte forme, ognuna delle quali svolge ruoli vitali nella struttura e nella funzione della cellula. Le forme alfa e beta di queste proteine ??sono i mattoni di base dei microtubuli, uno dei componenti principali del citoscheletro di una cellula. La gamma tubulina, una terza forma di questa famiglia di proteine, collabora con altre proteine ??per avviare la creazione di microtubuli in un processo chiamato nucleazione dei microtubuli. Altre due proteine ??di questa famiglia, le varietà delta ed epsilon, possono svolgere un ruolo nella mitosi cellulare, sebbene la ricerca su queste proteine ??non sia così estesa. La maggior parte delle forme di tubulina sono note per essere proteine ??eterodimere, nel senso che sono costituite da due sequenze di polipeptidi non identiche legate tra loro.
Prima che le forme alfa e beta della tubulina possano andare a lavorare creando microtubuli in un processo noto come polimerizzazione, la forma gamma deve innanzitutto fornire un quadro combinandosi con altre proteine ??per formare una struttura chiamata complesso di anelli gamma tubulina (y-TUrc). Una volta formata la y-TUrc, la polimerizzazione può avvenire usando y-TUrc come piattaforma. La forma gamma della proteina si trova di solito in un organello cellulare noto come centrosoma, che è un centro di organizzazione dei microtubuli (MTOC).
Il processo di polimerizzazione di solito si svolge in un MTOC e coinvolge le forme di proteina alfa e beta che si legano a un nucleotide noto come guanosina trifosfato (GTP). Mentre legati al GTP, i dimeri di tubulina si dispongono in lunghe catene polimeriche chiamate protofilamenti, che sono disposti alternando le forme di proteina alfa e beta. Questi protofilamenti vengono quindi confezionati insieme nelle fibre cave che sono microtubuli. I microtubuli sono una parte importante del citoscheletro di una cellula e svolgono un ruolo vitale nel mantenimento della forma e della struttura della cellula. Sono in grado di spostare la formazione per assistere nell’esecuzione di funzioni cellulari come la mitosi e il trasporto delle vescicole, in parte a causa della natura flessibile della tubulina alfa e beta.
Una volta si pensava che queste proteine ??apparissero solo nelle cellule eucariotiche. Tuttavia, negli anni ’50, è stato scoperto che le cellule procariotiche, in particolare i batteri, possiedono una proteina chiamata mutante Z (FtsZ) sensibile alla temperatura filamentosa che è omologa alla famiglia delle proteine ??della tubulina. FtsZ è codificato dal gene ftsZ ed è un componente del citoscheletro procariotico. Svolge un ruolo nella divisione cellulare procariotica, creando una struttura chiamata anello FtsZ che è vitale per la formazione di nuove pareti cellulari. L’anello FtsZ viene utilizzato anche in alcune cellule eucariotiche per la divisione dei cloroplasti e alcune varietà di mitocondri.