A makromolekulák minden élő sejtben léteznek, és jelentős szerepet játszanak a strukturális elrendezésükben. A makromolekulák vagy polimerek kisebb molekulák vagy monomerek kombinációjával jönnek létre egy meghatározott szekvenciában. Ez egy olyan polimerizációnak nevezett energiaigényes folyamat, amely melléktermékként vizet állít elő. Minden folyamat különbözik a képződő makromolekula típusától függően. A makromolekulák példái közé tartoznak a nukleinsavak, lipidek, fehérjék és szénhidrátok.
Fehérjék
A fehérjék akkor képződnek, amikor az aminosavaknak nevezett monomerek egyesülnek. Az aminosavak a molekula mindkét végén karbonsavat és aminocsoportot tartalmaznak. Az egyik aminosav karbonsavcsoportja összekapcsolódik a másik aminosavával, peptidkötést képezve. Számos aminosav egyesülve polipeptidláncokat képez, amelyeket azután a végső fehérje makromolekulához hajtanak össze. A fehérjék alakjuktól függően számtalan sejtfunkcióval rendelkeznek.
Nukleinsavak
A kétféle nukleinsav, a DNS és az RNS alkotja a sejt genetikai anyagát. A nukleinsavmonomert nukleotidnak hívják, és tartalmaz egy pentózcukrot, egy nitrogén bázist és egy foszfátcsoportot. A nukleotidok kovalens kötéseken keresztül kötődnek, amikor az egyik foszfátcsoportja összekapcsolódik a másik hidroxilcsoportjával polinukleotidokat képezve. A DNS-ben két polinukleotid hidrogénkötéseken keresztül kapcsolódik a nitrogénbázisokhoz, és így kettős DNS-spirál képződik.
Szénhidrátok
A polimer hosszától függően a szénhidrátok monoszacharidok, diszacharidok vagy poliszacharidok. A monoszacharid egyetlen monomer, amely egyszerű cukrokat, például glükózt tartalmaz. A monoszacharidok kovalens kötéssel kapcsolódnak egymáshoz, az úgynevezett glikozidos kötés. A diszacharidok, például a szacharóz, egyszerűen két monoszacharid. A szénhidrátok a bennük lévő cukrok típusától és a glikozidos kapcsolat helyzetétől függően működnek.
Lipidek
A lipidek az egyetlen makromolekula, amely nem megy keresztül polimerizáción. Az összes lipid alapvegyülete a három szénatomos alkohol-glicerin. A lipideket zsírok, szteroidok és foszfolipidek kategóriájába sorolják. A zsírok három zsírsav hozzáadásával képződnek a glicerinhez észterkötés útján, amely egy hidroxilcsoport és egy karboxilcsoport összekapcsolásából következik be. Foszfolipidekben a zsírsavat foszfátcsoport helyettesíti. A szteroidok, például a koleszterin, négy szénatomot tartalmazó gyűrűvázat tartalmaznak.