Tubulin adalah protein bulat, biasanya ditemukan dalam sel eukariotik, yang datang dalam berbagai bentuk, yang semuanya memainkan peran penting dalam struktur dan fungsi sel. Bentuk alfa dan beta dari protein ini adalah blok bangunan dasar mikrotubulus, salah satu komponen utama sitoskeleton sel. Gamma tubulin, bentuk ketiga dari keluarga protein ini, bekerja sama dengan protein lain untuk memulai pembuatan mikrotubulus dalam proses yang disebut nukleasi mikrotubulus. Dua protein lagi dari famili ini, varietas delta dan epsilon, mungkin berperan dalam mitosis sel, meskipun penelitian tentang protein ini tidak begitu luas. Sebagian besar bentuk tubulin dikenal sebagai protein heterodimer, yang berarti bahwa mereka terdiri dari dua rangkaian polipeptida yang tidak identik yang terikat bersama.
Sebelum bentuk alfa dan beta tubulin dapat bekerja menciptakan mikrotubulus dalam proses yang dikenal sebagai polimerisasi, bentuk gamma pertama-tama harus menyediakan kerangka kerja dengan menggabungkan dengan protein lain untuk membentuk struktur yang disebut kompleks cincin gamma tubulin (y-TUrc). Setelah y-TUrc terbentuk, polimerisasi dapat terjadi menggunakan y-TUrc sebagai platform. Bentuk gamma protein biasanya ditemukan dalam organel sel yang dikenal sebagai sentrosom, yang merupakan pusat organisasi mikrotubulus (MTOC).
Proses polimerisasi biasanya terjadi di MTOC, dan melibatkan bentuk protein alfa dan beta yang mengikat nukleotida yang dikenal sebagai guanosin trifosfat (GTP). Saat terikat pada GTP, dimer tubulin mengatur diri mereka sendiri dalam rantai polimer panjang yang disebut protofilamen, yang disusun dengan mengganti bentuk protein alfa dan beta. Protofilamen ini kemudian dikemas bersama menjadi serat berongga yang merupakan mikrotubulus. Mikrotubulus adalah bagian penting dari sitoskeleton sel, memainkan peran penting dalam pemeliharaan bentuk dan struktur sel. Mereka mampu mengubah formasi untuk membantu pelaksanaan fungsi sel seperti mitosis dan transportasi vesikel, sebagian karena sifat fleksibel dari tubulin alfa dan beta.
Pernah diperkirakan bahwa protein ini hanya muncul di sel eukariotik. Namun, pada 1950-an, ditemukan bahwa sel prokariotik, khususnya bakteri, memiliki protein yang disebut Filamenting temperature-sensitive mutant Z (FtsZ) yang homolog dengan keluarga protein tubulin. FtsZ dikodekan oleh gen ftsZ dan merupakan komponen dari sitoskeleton prokariotik. Ini memainkan peran dalam pembelahan sel prokariotik, menciptakan struktur yang disebut cincin FtsZ yang penting untuk pembentukan dinding sel baru. Cincin FtsZ juga digunakan di beberapa sel eukariotik untuk pembelahan kloroplas dan beberapa varietas mitokondria.