هناك ثلاثة أنواع من الهياكل الهيكلية الخلوية في الخلايا حقيقية النواة _ الخيوط الدقيقة ، والخيوط الوسيطة ، والأنابيب الدقيقة. يبلغ قطرها حوالي ٢٥ نانومتر ، الأنابيب الدقيقة هي أسمك هذه الألياف. تقوم الأنابيب الدقيقة بمجموعة متنوعة من الوظائف التي تشمل بنية الخلية ودعمها ، ونقل العضيات ، وحركة الخلية (الحركة) ، وفصل الكروموسومات أثناء انقسام الخلية.
الأنابيب الدقيقة هي أنابيب مجوفة تتكون جدرانها من بروتينات التوبولين الكروي. كل جزيء توبولين هو دايمر مغاير ، يتكون من وحدة فرعية الفا–توبولين ، و وحدة فرعية بيتا–توبولين. يتم ترتيب الدايمرات في صفوف خطية تسمى الخيوط الأولية. تتكون الأنابيب الدقيقة عادة من ١٣ خيطاً أولياً ، مرتبة جنباً إلى جنب ، ملفوفة حول اللب المجوف.
بسبب هذا الترتيب ، تكون الأنابيب الدقيقة قطبية ، مما يعني أن لها نهايات مختلفة. يحتوي الطرف الزائد على بيتا–توبولين مكشوف ، والطرف السالب به الفا–توبولين مكشوف. يمكن أن تتجمع الأنابيب الدقيقة بسرعة _ تنمو في الطول من خلال بلمرة جزيئات التوبولين _ وتتفكك. يتصرف الطرفان بشكل مختلف في هذا الصدد. عادةً ما تكون النهاية الموجبة هي النهاية سريعة النمو أو النهاية التي يتم إضافة التوبولين اليها ، والنهاية السالبة هي النهاية بطيئة النمو أو النهاية التي ينفصل فيها التوبولين _ اعتماداً على الموقف.
تعتبر عملية عدم الاستقرار الديناميكي هذه ، حيث تنمو الأنابيب الدقيقة وتتقلص بسرعة ، مهمة لوظائف مثل إعادة تشكيل الهيكل الخلوي أثناء انقسام الخلية وامتداد محاور الخلايا العصبية المتنامية.
يمكن أيضاً أن تكون الأنابيب الدقيقة مستقرة ، غالباً عن طريق الارتباط بالبروتينات المرتبطة بالأنابيب الدقيقة ، والتي تساعد الخلية في الحفاظ على شكلها. يمكن لبروتينات أخرى ، تسمى البروتينات الحركية ، أن تتفاعل مع الأنابيب الدقيقة لنقل العضيات في اتجاه معين. على سبيل المثال ، يتم حزم العديد من الناقلات العصبية في حويصلات في جسم الخلية للخلايا العصبية ثم يتم نقلها إلى أسفل المحور العصبي على طول ”المسار“ من الأنابيب الدقيقة ، لتوصيل الحويصلات إلى المكان المطلوب. أخيراً ، يمكن أن تبرز الأنابيب الدقيقة أيضاً خارج الخلية _ مما يشكل الأسواط والأهداب الخيطية التي تتحرك لدفع الخلايا (مثل الحيوانات المنوية) على طول ، أو لتحريك السوائل عبر أسطحها ، مثل الرئتين.
