Tubulina –białko globularne tworzące protofilamentmikrotubul. Białka te w mikrotubulach występują w postaciheterodimerów składających się z tubuliny alfa i tubuliny beta, z kolei każda z podjednostek składa się z trzechdomen. Podjednostka alfa mamasę cząsteczkową 55-57kDa, a beta ok. 53 kDa. Heterodimer tubuliny ma wymiary 3,5x4nm. Istnieje też tubulina gamma zlokalizowana wcentrosomach, stanowiąca miejsce nukleacji (podstawę do dobudowywania kolejnych cząsteczek) mikrotubul. W centrosomach odkryto również tubuliny delta i epsilon mogące odgrywać rolę w formowaniu mitotycznegowrzeciona podziałowego.
Dimer tubuliny wiąże cząsteczkęGTP i w takiej formie dołącza się do końca(+) rosnącej mikrotubuli. Po pewnym czasie w dołączonej cząsteczce dochodzi dohydrolizy GTP a powstała GDP-tubulina jeżeli znajduje się na końcu mikrotubuli odłącza się od niej. Nie robi tego jednak gdy zostanie "zabudowana" kolejnymi cząsteczkami GTP-tubuliny. Ten cykl GTP/GDP tubuliny jest podstawią dynamicznej niestabilności mikrotubul. Gdy w otoczeniu rosnącej mikrotubuli istnieje duża ilość GTP-tubuliny, cząsteczki są dołączane z taką prędkością, że nie dochodzi do przemiany końcowej GTP-tubuliny w GDP-tubulinę a więc cząsteczek nie ubywa i mikrotubula rośnie. Gdy stężenie GTP-tubuliny jest małe, hydroliza GTP ostatniej tubuliny wyprzedza dołączanie kolejnej cząsteczki co skutkuje lawinowym odłączaniem tubuliny od końca (+) mikrotubuli - mikrotubula skraca się.
Przez długie lata uważano tubulinę za białko specyficzne dlaeukariontów. Badania ostatnich lat donoszą jednak o pokrewieństwie tego białka z białkiemFtsZ biorącym udział w podziale komórki bakteryjnej.
Tubulina jestbiałkiem docelowym dla wielu związków chemicznych głównie terapeutyków i trucizn, np.:kolchicyny,winblastyny,winkrystyny,taksolu.