Makromolekyler finnes i alle levende celler og spiller viktige roller bestemt av deres strukturelle arrangement. Makromolekyler, eller polymerer, dannes ved kombinasjonen av mindre molekyler eller monomerer i en spesifikk sekvens. Dette er en energikrevende prosess kalt polymerisering som produserer vann som et biprodukt. Hver prosess er forskjellig i henhold til typen makromolekyl som dannes. Eksempler på makromolekyler inkluderer nukleinsyrer, lipider, proteiner og karbohydrater.
Proteiner
Proteiner dannes når monomerer kalt aminosyrer kombineres. Aminosyrer inneholder en karboksylsyre og en aminogruppe i hver ende av molekylet. Karboksylgruppen i en aminosyre kombineres med aminogruppen i en annen og danner en peptidbinding. Flere aminosyrer sammenføyes for å danne polypeptidkjeder, som deretter brettes sammen for det endelige proteinmakromolekylet. Proteiner har utallige mobilfunksjoner, avhengig av formen.
Nukleinsyrer
De to typene nukleinsyrer, DNA og RNA, utgjør det genetiske materialet i en celle. Nukleinsyremonomeren kalles et nukleotid, og inneholder et pentosesukker, en nitrogenholdig base og en fosfatgruppe. Nukleotider binder seg via kovalente bindinger når fosfatgruppen til en forbinder seg med hydroksylgruppen til en annen for å danne polynukleotider. I DNA kombineres to polynukleotider via hydrogenbindinger ved de nitrogenholdige basene for å danne en dobbel dobbel helix.
Karbohydrater
Avhengig av lengden på polymeren, er karbohydrater klassifisert som monosakkarider, disakkarider eller polysakkarider. Et monosakkarid er en enkelt monomer og inkluderer enkle sukkerarter som glukose. Monosakkarider er bundet sammen via en kovalent binding som kalles glykosidbinding. Disakkarider som sukrose er ganske enkelt to monosakkarider. Karbohydrater fungerer i henhold til typen sukker de inneholder og posisjonene til glykosidisk kobling.
Lipider
Lipider er det eneste makromolekylet som ikke gjennomgår polymerisering. Baseforbindelsen for alle lipider er tre-karbonalkoholglyserol. Lipider er kategorisert som fett, steroider og fosfolipider. Fett dannes ved tilsetning av tre fettsyrer til glyserol via en esterbinding, som oppstår fra sammenføyning av en hydroksylgruppe til en karboksylgruppe. I fosfolipider erstattes en fettsyre med en fosfatgruppe. Steroider som kolesterol inneholder et fire-karbon ringskjelett.