Cytoskjelettet deltar i den romlige organiseringen i eukaryote celler, slik som bevegelse av celleinnholdet (cytoplasmastrømning), flytting av celleorganeller og proteinnettverk, påleiring av cellulose og hemicellulose i celleveggene, samt orientering av celleplaten og ny cellevegg ved celledeling.Det tredimensjonale proteinfilamentnettverket virker som et fleksibelt stillas for bevegelse av organeller og cellebestanddeler. Cytoskjelettet deltar i celledeling (mitose og meiose (reduksjonsdeling), celleveggdannelse, celledifferensiering , forflytning av cytoplasma og celleorganeller, samt bestemmer celleform. Det består av mikrotubuli, mikrofilamenter og intermediære filamenter. Mikrotubuli og mikrofilamenter bygges opp og brytes ned kontinuerlig med halveringstid i løpet av minutter, og de fungerer også som et reservoir for protein.
Mikrotubuli
Mikrotubuli og mikrofilamenter er laget av globulært protein. Mikrotubuli er hule sylinderrør med ytre diameter ca. 25 nanometer (nm) laget av polymere med proteinet tubulin. Tubulin monomere er en heterodimer med α- og β-tubulin er polare, hver med ca. molekylvekt 55 kildodalton (kDa). Et mikrotubuli består av 100-1000vis av tubulinmonomere organisert i 13 kolonner kalt protofilamenter. Mikrotubuli trenger GTP for polymerisering, og er mer ustabile enn mikrofilamenter. Kortikale mikrotubuli styrer påleiringen av cellulosefibriller i celleveggen, og bestemmer plasseringen av celleplaten ved celledeling. Mikrotubuli deltar i forflytning av kromosomer eller kromatider ved celledeling.
Mikrofilamenter
Mikrofilamenter har diameter ca. 7 nm, bestående av globulært aktin (G-aktin) organisert i to kjeder med polymeriserte aktin-subenheter i en spiral (heliks). Aktin har bindingssete for ATP, er polare med en aktiv pluss (+) ende og en mindre aktiv minus (-) ende.
Intermediære filamenter
Intermediære filamenter, diameter ca. 10 nm, er en lineær kjede med polypeptidmonomere, en variert gruppe heliksstoffer som gir funksjonell støtte for membraner. Intermediære filamenter i cytosol og cellekjerne virker som kjernelaminer.
Motorproteiner
Cytoskjelettet samvirker med motorproteiner (myosin, kinesin eller dynein) når cellebestanddeler skal flyttes i cellen. Myosin motorprotein hydrolyserer ATP når det bindes til aktin, og deretter beveger og glir myosin med last (cargo) seg langs aktin fra - + ende. Aktin mikrofilamenter styrer vesikler fra Golgi-apparatet og deltar i vekst av spissen av pollenslangen på veien til frøemnet.
Cytoskjelett hos dyr
I tillegg kan cytoskjelettet hos dyr bestå av proteinet vinculin og talin som deltar i festing og bevegelse av celler.