Las macromoléculas existen en todas las células vivas y juegan un papel importante determinado por su disposición estructural. Las macromoléculas, o polímeros, se forman mediante la combinación de moléculas o monómeros más pequeños en una secuencia específica. Este es un proceso que requiere energía llamado polimerización que produce agua como subproducto. Cada proceso difiere según el tipo de macromolécula que se está formando. Los ejemplos de macromoléculas incluyen ácidos nucleicos, lípidos, proteínas y carbohidratos.
Proteínas
Las proteínas se forman cuando se combinan los monómeros llamados aminoácidos. Los aminoácidos contienen un grupo carboxílico y un grupo amino en cada extremo de la molécula. El grupo carboxílico de un aminoácido se combina con el grupo amino de otro, formando un enlace peptídico. Varios aminoácidos se unen para formar cadenas polipeptídicas, que luego se pliegan para formar la macromolécula de proteína final. Las proteínas tienen innumerables funciones celulares, según su forma.
Ácidos nucleicos
Los dos tipos de ácidos nucleicos, ADN y ARN, forman el material genético de una célula. El monómero de ácido nucleico se llama nucleótido y contiene un azúcar pentosa, una base nitrogenada y un grupo fosfato. Los nucleótidos se unen mediante enlaces covalentes cuando el grupo fosfato de uno se une al grupo hidroxilo del otro para formar polinucleótidos. En el ADN, dos polinucleótidos se combinan mediante enlaces de hidrógeno en las bases nitrogenadas para formar una doble hélice de ADN.
Carbohidratos
Dependiendo de la longitud del polímero, los carbohidratos se clasifican como monosacáridos, disacáridos o polisacáridos. Un monosacárido es un monómero e incluye azúcares simples como la glucosa. Los monosacáridos se unen mediante un enlace covalente llamado enlace glicosídico. Los disacáridos como la sacarosa son simplemente dos monosacáridos. Los carbohidratos funcionan según el tipo de azúcares que contienen y las posiciones del enlace glicosídico.
Lípidos
Los lípidos son la única macromolécula que no se polimeriza. El compuesto base para todos los lípidos es el alcohol glicerol de tres carbonos. Los lípidos se clasifican en grasas, esteroides y fosfolípidos. Las grasas se forman mediante la adición de tres ácidos grasos al glicerol a través de un enlace éster, que se produce al unir un grupo hidroxilo a un grupo carboxilo. En los fosfolípidos, un ácido graso se reemplaza por un grupo fosfato. Los esteroides como el colesterol contienen un esqueleto de anillo de cuatro carbonos.