Makromolekulas pastāv visās dzīvajās šūnās, un tām ir nozīmīga loma, ko nosaka to strukturālais izvietojums. Makromolekulas vai polimēri tiek veidoti, kombinējot mazākas molekulas vai monomērus noteiktā secībā. Tas ir enerģiju pieprasošs process, ko sauc par polimerizāciju un kas rada blakusproduktu ūdeni. Katrs process atšķiras atkarībā no veidojamās makromolekulas veida. Makromolekulu piemēri ir nukleīnskābes, lipīdi, olbaltumvielas un ogļhidrāti.
Olbaltumvielas
Olbaltumvielas veidojas, apvienojoties monomēriem, ko sauc par aminoskābēm. Aminoskābes satur karboksilskābi un amino grupu abos molekulas galos. Vienas aminoskābes karboksilgrupa apvienojas ar citas aminoskābes grupu, veidojot peptīdu saiti. Vairākas aminoskābes savienojas kopā, veidojot polipeptīdu ķēdes, kuras pēc tam saliek kopā, iegūstot galīgo olbaltumvielu makromolekulu. Olbaltumvielām ir neskaitāmas šūnu funkcijas, atkarībā no to formas.
Nukleīnskābes
Divu veidu nukleīnskābes, DNS un RNS, veido šūnas ģenētisko materiālu. Nukleīnskābes monomēru sauc par nukleotīdu, un tas satur pentozes cukuru, slāpekļa bāzi un fosfātu grupu. Nukleotīdi saistās caur kovalentām saitēm, kad viena fosfāta grupa savienojas ar citas hidroksilgrupu, veidojot polinukleotīdus. DNS divi polinukleotīdi savienojas ar ūdeņraža saitēm slāpekļa bāzēs, veidojot DNS dubulto spirāli.
Ogļhidrāti
Atkarībā no polimēra garuma ogļhidrāti tiek klasificēti kā monosaharīdi, disaharīdi vai polisaharīdi. Monosaharīds ir viens monomērs un ietver vienkāršus cukurus, piemēram, glikozi. Monosaharīdi ir savienoti kopā, izmantojot kovalento saiti, ko sauc par glikozīdu saiti. Tādi disaharīdi kā saharoze ir vienkārši divi monosaharīdi. Ogļhidrāti darbojas atkarībā no to saturošā cukura veida un glikozīdās saites stāvokļa.
Lipīdi
Lipīdi ir vienīgā makromolekula, kas netiek pakļauta polimerizācijai. Visu lipīdu bāzes savienojums ir trīs oglekļa spirta glicerīns. Lipīdi tiek klasificēti kā tauki, steroīdi un fosfolipīdi. Tauki veidojas, pievienojot glicerīnam trīs taukskābes ar estera saiti, kas rodas, savienojot hidroksilgrupu ar karboksilgrupu. Fosfolipīdos taukskābi aizstāj ar fosfātu grupu. Steroīdi, piemēram, holesterīns, satur četru oglekļa gredzena skeletu.