Una tubulina es una proteína esférica, que generalmente se encuentra en las células eucariotas, que se presenta en muchas formas, todas las cuales desempeñan papeles vitales en la estructura y función de la célula. Las formas alfa y beta de estas proteínas son los componentes básicos de los microtúbulos, uno de los componentes principales del citoesqueleto de una célula. La tubulina gamma, una tercera forma de esta familia de proteínas, trabaja junto con otras proteínas para iniciar la creación de microtúbulos en un proceso llamado nucleación de microtúbulos. Dos proteínas más de esta familia, las variedades delta y épsilon, pueden desempeñar un papel en la mitosis celular, aunque la investigación sobre estas proteínas no es tan extensa. Se sabe que la mayoría de las formas de tubulina son proteínas heterodímeras, lo que significa que consisten en dos secuencias de polipéptidos no idénticas unidas entre sí.
Antes de que las formas alfa y beta de tubulina puedan funcionar creando microtúbulos en un proceso conocido como polimerización, la forma gamma primero debe proporcionar un marco al combinarse con otras proteínas para formar una estructura llamada complejo de anillo de gamma tubulina (y-TUrc). Una vez que se forma el y-TUrc, la polimerización puede ocurrir usando el y-TUrc como plataforma. La forma gamma de la proteína generalmente se encuentra en un orgánulo celular conocido como centrosoma, que es un centro de organización de microtúbulos (MTOC).
El proceso de polimerización generalmente tiene lugar en un MTOC e implica que las proteínas alfa y beta se unen a un nucleótido conocido como trifosfato de guanosina (GTP). Mientras están unidos a GTP, los dímeros de tubulina se organizan en largas cadenas de polímeros llamadas protofilamentos, que se organizan alternando las formas de proteínas alfa y beta. Estos protofilamentos se empaquetan en las fibras huecas que son microtúbulos. Los microtúbulos son una parte importante del citoesqueleto de una célula, y juegan un papel vital en el mantenimiento de la forma y estructura de la célula. Son capaces de cambiar la formación para ayudar en la ejecución de funciones celulares como la mitosis y el transporte de vesículas, en parte debido a la naturaleza flexible de la tubulina alfa y beta.
Alguna vez se pensó que estas proteínas solo aparecían en las células eucariotas. Sin embargo, en la década de 1950, se descubrió que las células procariotas, específicamente las bacterias, poseen una proteína llamada Z mutante sensible a la temperatura de filamento (FtsZ) que es homóloga a la familia de proteínas tubulina. FtsZ está codificado por el gen ftsZ y es un componente del citoesqueleto procariota. Desempeña un papel en la división celular procariota, creando una estructura llamada anillo FtsZ que es vital para la formación de nuevas paredes celulares. El anillo FtsZ también se usa en algunas células eucariotas para la división de cloroplastos y algunas variedades de mitocondrias.