Makromolekulės egzistuoja visose gyvose ląstelėse ir vaidina svarbų vaidmenį, kurį lemia jų struktūrinis išsidėstymas. Makromolekulės arba polimerai susidaro derinant mažesnes molekules ar monomerus tam tikra seka. Tai yra energijos reikalaujantis procesas, vadinamas polimerizacija, kuris gamina vandenį kaip šalutinį produktą. Kiekvienas procesas skiriasi pagal formuojamos makromolekulės tipą. Makromolekulių pavyzdžiai yra nukleorūgštys, lipidai, baltymai ir angliavandeniai.
Baltymai
Baltymai susidaro susijungus monomerams, vadinamiems aminorūgštimis. Aminorūgštys turi karboksirūgštį ir aminogrupę abiejuose molekulės galuose. Vienos aminorūgšties karboksilo grupė jungiasi su kitos amino grupe, formuodama peptidinį ryšį. Kelios aminorūgštys susijungia ir sudaro polipeptidines grandines, kurios vėliau sulankstomos, kad gautų galutinę baltymo makromolekulę. Baltymai turi begales ląstelių funkcijų, priklausomai nuo jų formos.
Nukleino rūgštys
Dviejų tipų nukleorūgštys - DNR ir RNR - sudaro ląstelės genetinę medžiagą. Nukleorūgščių monomeras vadinamas nukleotidu, jame yra cukraus pentozė, azoto bazė ir fosfatų grupė. Nukleotidai jungiasi per kovalentinius ryšius, kai vieno fosfato grupė susijungia su kitos hidroksilo grupe ir sudaro polinukleotidus. DNR du polinukleotidai jungiasi vandenilio jungtimis azoto bazėse ir sudaro dvigubą DNR spiralę.
Angliavandeniai
Atsižvelgiant į polimero ilgį, angliavandeniai klasifikuojami kaip monosacharidai, disacharidai ar polisacharidai. Monosacharidas yra vienas monomeras ir apima paprastus cukrus, tokius kaip gliukozė. Monosacharidai sujungiami per kovalentinį ryšį, vadinamą glikozidiniu ryšiu. Disacharidai, tokie kaip sacharozė, yra tiesiog du monosacharidai. Angliavandeniai veikia pagal juose esančių cukrų tipą ir glikozidinės jungties padėtį.
Lipidai
Lipidai yra vienintelė makromolekulė, kuri nevyksta polimerizacijos. Visų lipidų pagrindinis junginys yra trijų anglių alkoholio glicerolis. Lipidai skirstomi į riebalus, steroidus ir fosfolipidus. Riebalai susidaro pridedant tris riebalų rūgštis į glicerolį per esterio ryšį, kuris atsiranda sujungus hidroksilo grupę su karboksilo grupe. Fosfolipiduose riebalų rūgštis pakeičiama fosfatų grupe. Steroiduose, tokiuose kaip cholesterolis, yra keturių anglies žiedų skeletas.