Les microtubules sont des tubes creux d'environ 20 à 25 nanomètres de diamètre qui fonctionnent dans le mouvement cellulaire et fournissent une structure à l'intérieur de la cellule. Ces tubes sont constitués de sous-unités, appelées hétérodimères, composées de deux molécules étroitement liées, appelées l'alpha-tubuline et la bêta-tubuline, qui sont structurellement liées l'une à l'autre. Chaque unité de microtubule est constituée d'une paroi composée de 13 sous-unités d'hétérodimères d'alpha et de bêta-tubuline, appelés protofilaments.
D'un côté du microtubule, l'alpha-tubuline est exposée. C'est le côté positif, ce qui signifie que c'est le site où le microtubule se développe. L'autre extrémité contient la bêta-tubuline exposée ; c'est l'extrémité moins qui se raccourcit. Dans la cellule, les microtubules sont constamment décomposés et reconstitués.
Les substances à l'intérieur de la cellule se déplacent constamment. De plus, parfois même les cellules elles-mêmes doivent se déplacer dans leur environnement. Les microtubules déplacent les organites dans la cellule en fournissant une route ou des pistes le long desquelles les organites se déplacent. Au cours de la division cellulaire, les chromosomes sont attirés vers les extrémités opposées de la cellule en division par des microtubules. Certaines cellules se déplacent à l'aide de cils, qui sont des projections ressemblant à des cheveux, et de flagelles, des structures ressemblant à de petits fouets. Les microtubules constituent à la fois les cils et les flagelles.
Les microtubules font partie d'un système de plusieurs composants travaillant ensemble appelé cytosquelette. Les autres composants du cytosquelette sont les microfilaments et les filaments intermédiaires.
