Mikrotubulor är fibrösa, ihåliga stavar som främst fungerar för att stödja och forma cellen. De fungerar också som vägar längs vilka organeller kan röra sig genom cytoplasma. Mikrotubuli finns vanligtvis i alla eukaryota celler och är en komponent i cytoskeletten, liksom cilia och flagella. Mikrotubulor består av proteintubulin.
Mikrotubulor spelar en enorm roll i rörelse inom en cell. De bildar spindelfibrerna som manipulerar och separerar kromosomer under mitosfasen i cellcykeln. Exempel på mikrotubulära fibrer som hjälper till vid celldelning inkluderar polära fibrer och kinetokore fibrer.
Mikrotubulor bildar också cellstrukturer som kallas centrioler och asters. Båda dessa strukturer finns i djurceller, men inte i växtceller. Centrioler består av grupper av mikrotubulor arrangerade i ett 9 + 3-mönster. Asters är stjärnformade mikrotubulstrukturer som bildas runt varje par av centrioler under celldelning. Centrioler och asters hjälper till att organisera sammansättningen av spindelfibrer som flyttar kromosomer under celldelningen. Detta säkerställer att varje dottercell får rätt antal kromosomer efter mitos eller meios. Centrioler komponerar också cilia och flagella, som möjliggör cellrörelse, vilket visas i spermier och celler som linjer lungorna och kvinnliga reproduktionsvägar.
Cellrörelse åstadkoms genom dis-montering och återmontering av aktinfilament och mikrotubuli. Aktinfilament, eller mikrofilamenter, är fasta stavfibrer som utgör en del av cytoskeletten. Motoriska proteiner, såsom myosin, rör sig längs aktinfilamenten och får cytoskelettfibrerna att glida längs varandra. Denna verkan mellan mikrotubuli och proteiner ger cellrörelse.