Ett tubulin är ett sfäriskt protein, som vanligtvis finns i eukaryota celler, som finns i många former, som alla spelar viktiga roller i cellens struktur och funktion. Alfa- och betaformerna av dessa proteiner är de grundläggande byggstenarna i mikrotubuli, en av huvudkomponenterna i en cells cytoskelett. Gamma-tubulin, en tredje form av denna proteinfamilj, arbetar tillsammans med andra proteiner för att initiera skapandet av mikrotubuli i en process som kallas mikrotubuli-kärnbildning. Ytterligare två proteiner från denna familj, varianterna delta och epsilon, kan spela en roll i cellmitos, även om forskningen om dessa proteiner inte är lika omfattande. De flesta former av tubulin är kända för att vara heterodimera proteiner, vilket betyder att de består av två icke-identiska polypeptidsekvenser bundna tillsammans.
Innan alfa- och betaformerna av tubulin kan börja arbeta med att skapa mikrotubuli i en process som kallas polymerisation, måste gammaformen först tillhandahålla ett ramverk genom att kombineras med andra proteiner för att bilda en struktur som kallas gamma-tubulinringkomplexet (y-TUrc). När väl y-TUrc har bildats kan polymerisation ske med användning av y-TUrc som en plattform. Gammaformen av proteinet finns vanligtvis i en cellorganell som kallas centrosomen, som är ett mikrotubuliorganisationscenter (MTOC).
Polymerisationsprocessen äger vanligtvis rum i en MTOC och involverar alfa- och betaproteinformerna som binder till en nukleotid som kallas guanosintrifosfat (GTP). Medan de är bundna till GTP, arrangerar tubulindimerer sig i långa polymerkedjor som kallas protofilament, som arrangeras genom att alternerande alfa- och betaproteinformerna. Dessa protofilament packas sedan ihop till de ihåliga fibrerna som är mikrotubuli. Mikrotubuli är en viktig del av en cells cytoskelett och spelar en avgörande roll för att upprätthålla cellens form och struktur. De kan ändra formation för att hjälpa till med utförandet av cellfunktioner som mitos och vesikeltransport, delvis på grund av alfa- och beta-tubulins flexibla natur.
En gång trodde man att dessa proteiner endast förekom i eukaryota celler. På 1950-talet upptäcktes det dock att prokaryota celler, särskilt bakterier, har ett protein som kallas Filamenting Temperatur-sensitive mutant Z (FtsZ) som är homologt med tubulinfamiljen av proteiner. FtsZ kodas av ftsZ-genen och är en komponent i det prokaryota cytoskelettet. Den spelar en roll i prokaryotisk celldelning och skapar en struktur som kallas FtsZ-ringen som är avgörande för bildandet av nya cellväggar. FtsZ-ringen används också i vissa eukaryota celler för delning av kloroplaster och vissa varianter av mitokondrier.