Microtubules zijn lange, buisachtige cellulaire structuren die zijn samengesteld uit het eiwit tubuline. Ze variëren van 200 nanometer tot 25 micrometer in lengte en hebben een diameter van ongeveer 25 nanometer. Het cytoskelet verschaft het structurele raamwerk voor de cel en is gedeeltelijk samengesteld uit microtubuli. Naast hun structurele component dienen microtubules belangrijke functies bij cellulaire deling en organeletransport in de cel.

Functie bij mitose

Mitose is het proces dat cellen gebruiken om één oudercel in tweeën te delen genetisch equivalente dochtercellen. Microtubules zijn integraal in dit proces door zich te hechten aan het midden van de chromosomen en vervolgens homologe of identieke chromosomen in de kern uit elkaar te trekken. Hierdoor kan elke nieuw gevormde dochtercel hetzelfde aantal en genetisch identieke sets chromosomen hebben. Defecten van microtubuli in dit resulteren in apoptose of celdood, omdat de nieuw gecreëerde cellen verschillende aantallen chromosomen zullen hebben.

Functie in Meiose

Microtubules dienen een analoge functie van het scheiden van chromosomen in meiose , dat wordt gekenmerkt door de verdeling van gameten of geslachtscellen. In tegenstelling tot mitose creëert dit proces vier dochtercellen met de helft van het aantal vereiste chromosomen; waardoor een volledige reeks chromosomen mogelijk is wanneer deze wordt gecombineerd met een andere gameet tijdens seksuele reproductie. De storing van microtubuli in dit proces kan resulteren in een extra of minder chromosoom in nieuw gevormde organismen veroorzaakt door onvolledige scheiding van de chromosomen, ook wel nondisjunctie genoemd. Deze onvolledige scheiding resulteert in de manifestatie van verschillende aandoeningen, waaronder het syndroom van Down, het Klinefelter-syndroom en het syndroom van Turner.

Organelle-beweging

Naast de opname in het cytoskelet dat de cellulaire structuur verschaft, laten microtubuli ook toe voor de beweging van verschillende organellen door het cytoplasma. Deze cellulaire lichamen hechten zich aan microtubuli en gebruiken eiwitten om naar het positieve of negatief geladen uiteinde van de microtubule te gaan.

Cilia en Flagella

Microtubules bieden ook een extracellulaire functie door te combineren tot motorstructuren flagella en cilia genoemd. Deze twee structuren draaien en roteren snel waardoor beweging van een bepaalde cel of organisme mogelijk wordt. Een bekend voorbeeld van een cel die flagella gebruikt voor beweging is sperma. De staart van het sperma bestaat uit een groep microtubuli die het sperma roteert en voortbeweegt.