Makromolekyylejä on kaikissa elävissä soluissa, ja niillä on merkittävä rooli niiden rakenteellisen järjestelyn perusteella. Makromolekyylit tai polymeerit muodostetaan yhdistämällä pienempiä molekyylejä tai monomeerejä tietyssä sekvenssissä. Tämä on energiaa vaativa prosessi, jota kutsutaan polymeroinniksi ja joka tuottaa vettä sivutuotteena. Jokainen prosessi eroaa muodostuvan makromolekyylin tyypistä. Esimerkkejä makromolekyyleistä ovat nukleiinihapot, lipidit, proteiinit ja hiilihydraatit.
Proteiinit
Proteiinit muodostuvat, kun aminohapoiksi kutsutut monomeerit yhdistyvät. Aminohapot sisältävät karboksyyli- ja aminoryhmän molekyylin kummassakin päässä. Yhden aminohapon karboksyyliryhmä yhdistyy toisen aminohapon kanssa muodostaen peptidisidoksen. Useat aminohapot yhdistyvät muodostaen polypeptidiketjuja, jotka sitten taitetaan yhteen lopullisen proteiinimakromolekyylin muodostamiseksi. Proteiineilla on lukemattomia solutoimintoja niiden muodosta riippuen.
Nukleiinihapot
Kaksi nukleiinihappotyyppiä, DNA ja RNA, muodostavat solun geneettisen materiaalin. Nukleiinihappomonomeeriä kutsutaan nukleotidiksi, ja se sisältää pentoosisokerin, typpipitoisen emäksen ja fosfaattiryhmän. Nukleotidit sitoutuvat kovalenttisten sidosten kautta, kun yhden fosfaattiryhmä liittyy toisen hydroksyyliryhmään muodostaen polynukleotideja. DNA: ssa kaksi polynukleotidia yhdistyvät vetysidosten kautta typpipitoisissa emäksissä muodostaen DNA: n kaksoiskierteen.
Hiilihydraatit
Polymeerin pituudesta riippuen hiilihydraatit luokitellaan monosakkarideiksi, disakkarideiksi tai polysakkarideiksi. Monosakkaridi on yksi monomeeri ja sisältää yksinkertaisia sokereita, kuten glukoosia. Monosakkaridit liitetään toisiinsa kovalenttisen sidoksen kautta, jota kutsutaan glykosidisidokseksi. Disakkaridit, kuten sakkaroosi, ovat yksinkertaisesti kahta monosakkaridia. Hiilihydraatit toimivat niiden sisältämien sokerityyppien ja glykosidisidoksen sijainnin mukaan.
Lipidit
Lipidit ovat ainoa makromolekyyli, joka ei läpikäy polymerointia. Kaikkien lipidien perusyhdiste on kolmen hiilen alkoholiglyseroli. Lipidit luokitellaan rasvoiksi, steroideiksi ja fosfolipideiksi. Rasvat muodostuvat lisäämällä kolme rasvahappoa glyseroliin esterisidoksen kautta, joka tapahtuu liittämällä hydroksyyliryhmä karboksyyliryhmään. Fosfolipideissä rasvahappo korvataan fosfaattiryhmällä. Steroidit, kuten kolesteroli, sisältävät nelihiilisen rengasluurangon.