Macromoleculele există în toate celulele vii și joacă roluri semnificative determinate de dispunerea lor structurală. Macromoleculele sau polimerii se formează prin combinația de molecule mai mici sau monomeri într-o secvență specifică. Acesta este un proces care necesită energie numit polimerizare, care produce apă ca produs secundar. Fiecare proces diferă în funcție de tipul de macromoleculă care se formează. Exemple de macromolecule includ acizi nucleici, lipide, proteine și carbohidrați.
Proteine
Proteinele se formează atunci când monomerii numiți aminoacizi se combină. Aminoacizii conțin o grupă carboxilică și o grupare amino la fiecare capăt al moleculei. Grupul carboxilic al unui aminoacid se combină cu grupul amino al altuia, formând o legătură peptidică. Mai mulți aminoacizi se unesc împreună pentru a forma lanțuri polipeptidice, care sunt apoi pliate împreună pentru macromolecula proteică finală. Proteinele au nenumărate funcții celulare, în funcție de forma lor.
Acizi nucleici
Cele două tipuri de acizi nucleici, ADN și ARN, alcătuiesc materialul genetic al unei celule. Monomerul acidului nucleic este numit nucleotid și conține un zahăr pentoză, o bază azotată și o grupare fosfat. Nucleotidele se leagă prin legături covalente pe măsură ce grupul fosfat al unuia se unește cu grupul hidroxil al altuia pentru a forma polinucleotide. În ADN, două polinucleotide se combină prin legături de hidrogen la bazele azotate pentru a forma o dublă spirală ADN.
Carbohidrați
În funcție de lungimea polimerului, carbohidrații sunt clasificați ca monozaharide, dizaharide sau polizaharide. O monozaharidă este un singur monomer și include zaharuri simple, cum ar fi glucoza. Monozaharidele sunt unite între ele printr-o legătură covalentă numită legătură glicozidică. Dzaharidele precum zaharoza sunt pur și simplu două monozaharide. Glucidele funcționează în funcție de tipul de zaharuri pe care le conțin și de pozițiile legăturii glicozidice.
Lipide
Lipidele sunt singura macromoleculă care nu suferă polimerizare. Compusul de bază pentru toate lipidele este alcoolul glicerol cu trei atomi de carbon. Lipidele sunt clasificate ca grăsimi, steroizi și fosfolipide. Grăsimile se formează prin adăugarea a trei acizi grași la glicerol printr-o legătură esterică, care apare de la unirea unei grupări hidroxil cu o grupare carboxil. În fosfolipide un acid gras este înlocuit cu o grupare fosfat. Steroizii precum colesterolul conțin un schelet inelar cu patru carbon.