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Les microtubules (MT) sont des fibres constitutives du cytosquelette des cellules eucaryotes, au même titre que les microfilaments d'actine et les filaments intermédiaires. Ils sont moins importants, pondéralement, chez les métaphytes (plantes) que chez les métazoaire (animaux).
Les microtubules ont un diamètre d'environ 25 nm et une longueur variable du fait d'un déséquilibre récurrent entre la polymérisation lente côté + et la dépolymérisation brutale se faisant du même côté. Les microtubules sont ancrés sur le centrosome et le matériel péricentriolaire, et irradient dans tout le cytoplasme.
Les microtubules sont impliqués dans la mitose, processus dans lequel leurs variations de longueur permanentes jouent un rôle essentiel (formation de la plaque équatoriale des chromosomes). Le temps de demi-vie des microtubules non stabilisés est d'environ quinze secondes durant la métaphase et de cinq minutes durant l'interphase.