יצורים חיים עשויים מארבעה סוגים של מולקולות, המכונות מקרומולקולות. מקרומולקולות אלו הן חלבונים, חומצות גרעין (DNA ו- RNA), שומנים (שומנים) ופחמימות. כל סוג מקרומולקולה עשוי מאבני בניין משלו, המחוברים בצורה מורכבת ליצירת צורות שונות.
המאפיינים והצורה המיוחדים של כל סוג מקרומולקולה הם שהופכים אותה למתאימה במיוחד למה שהיא עושה. חלבונים הם מכונות המייצרות ושוברות מולקולות אחרות. חומצות גרעין נושאות מידע גנטי שניתן להעביר לצאצאים. ליפידים יוצרים מחסומים נגד מים. ניתן לפרק בקלות פחמימות לצורך אנרגיה.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
ישנן ארבע מקרומולקולות המרכיבות אורגניזמים חיים: חלבונים, חומצות גרעין, שומנים ופחמימות.
חלבונים: מכונות מולקולריות
חלבונים, המורכבים מחומצות אמינו, הם המכונות המולקולריות שעושות את העבודה השוטפת של התא. מתמחים מאוד במה שהם עושים, חלבונים יוצרים הן את הרכבות והן את המנועים המושכים מטען בתוך התא. הם יוצרים את השלד הפנימי שמעניק לתא את צורתו: כמו מסגרת של בית.
האנזימים שיוצרים ושוברים קשרים כימיים בתא הם גם חלבונים. אלה מזרזים את התגובות הכימיות בתא: אנזימים גם בונים מולקולות חדשות וגם שוברים קשרים כימיים למחזור מולקולות.
חומצות גרעין: מאגרי מידע
אם החלבונים הם כוח האדם של התא, אז ה- DNA הוא מוח התא. DNA, מולקולה דו-גדילית העשויה מחומצות גרעין מקושרות, נושאת את המידע הגנטי לייצור כל ארבעת סוגי המקרומולקולות בתאים. המידע ב- DNA מועתק לחומצת גרעין אחרת, הנקראת RNA, שהיא כמו תמונת מראה של ה- DNA. כמו קידוד שפה לשפה אחרת, RNA מתורגם לחלבון.
בעוד שרנ"א עשוי גם מחומצות גרעין מקושרות, הוא קיים כחוט בודד ויש לו אבן בניין מיוחדת שלא נמצאת ב- DNA. ניתן לחשוב על מבנה ה- DNA כסולם חבלים, ואילו זה של RNA הוא כמו חבל שיש לו קשרים בדרך שמקל על הטיפוס.
ליפידים: ממברנות עמידות למים
ליפידים הם קטגוריה של מולקולות שמנות הכוללות חומצות שומן וכולסטרול. חומצות שומן מהוות שמן בישול וחמאה, והכולסטרול הוא המקור להורמונים סטרואידים ולויטמין D. ליפידים המגיעים מחומצות שומן או כולסטרול משתנים מאוד בצורתם, אך הם חולקים את התכונה לא להתערבב היטב עם מים.
ה"פחד "הזה מפני מים מכונה את המולקולות האלה לא קוטבי; ואילו, מולקולות שאוהבות מים ואומרות שהן קוֹטבִי. חומצות שומן נהדרות ליצירת קרומי תאים מכיוון שמים מתקשים לעבור בקרום שמנוני. תאים לא היו קיימים כאובייקטים מובחנים בעלי גודל וגבול אלמלא שומנים בקרומים.
פחמימות: אנרגיה מאוחסנת
פחמימות הן סוכרים. פחמימה יכולה להיות בצורת סוכר פשוט, כגון סוכר שולחן, או הסיבים הארוכים שהם חלק מעץ. פחמימות עשויות מאבני בניין הנקראות חד-סוכרים. סוכר השולחן, הנקרא סוכרוז, נוצר על ידי חיבור שני החד סוכרים גלוקוז ופרוקטוז. צמחים מייצרים גלוקוז מפחמן דו חמצני וממים, תוך שימוש באנרגיית אור, במהלך פוטוסינתזה.
סוכרים נהדרים לאחסון אנרגיה, מכיוון שהם מתפרקים בקלות על ידי תא כדי לייצר את מולקולות האנרגיה ATP. עם זאת, ניתן לקשר חד-סוכרים גם ליצירת סיבים חזקים המחזקים את קירות תאי הצמח.