As macromoléculas existem em todas as células vivas e desempenham papéis significativos determinados por seu arranjo estrutural. Macromoléculas, ou polímeros, são formados pela combinação de moléculas menores ou monômeros em uma seqüência específica. Esse é um processo que exige energia, chamado polimerização, que produz água como subproduto. Cada processo difere de acordo com o tipo de macromolécula que está sendo formado. Exemplos de macromoléculas incluem ácidos nucléicos, lipídios, proteínas e carboidratos.

Proteínas

Proteínas se formam quando monômeros chamados aminoácidos se combinam. Os aminoácidos contêm um grupo carboxílico e um amino em cada extremidade da molécula. O grupo carboxílico de um aminoácido combina-se com o grupo amino de outro, formando uma ligação peptídica. Vários aminoácidos se unem para formar cadeias polipeptídicas, que são então dobradas juntas para a macromolécula final da proteína. Proteínas têm inúmeras funções celulares, dependendo da sua forma.

Ácidos Nucleicos

Os dois tipos de ácidos nucléicos, DNA e RNA, compõem o material genético de uma célula. O monômero de ácido nucléico é chamado de nucleotídeo e contém um açúcar pentose, uma base nitrogenada e um grupo fosfato. Os nucleótidos ligam-se através de ligações covalentes à medida que o grupo fosfato de um se liga ao grupo hidroxilo de outro para formar polinucleótidos. No DNA, dois polinucleotídeos se combinam via ligações de hidrogênio nas bases nitrogenadas para formar uma dupla hélice de DNA.

Carboidratos

Dependendo do comprimento do polímero, os carboidratos são classificados como monossacarídeos, dissacarídeos ou polissacarídeos. . Um monossacarídeo é um monômero único e inclui açúcares simples, como a glicose. Os monossacarídeos são unidos através de uma ligação covalente chamada ligação glicosídica. Dissacarídeos como a sacarose são simplesmente dois monossacarídeos. Os carboidratos funcionam de acordo com o tipo de açúcares que contêm e as posições da ligação glicosídica.

Lipídeos

Os lipídios são a única macromolécula que não sofre polimerização. O composto básico para todos os lipídios é o álcool glicerol a três carbonos. Lipídios são categorizados como gorduras, esteróides e fosfolipídios. As gorduras são formadas pela adição de três ácidos graxos ao glicerol através de uma ligação éster, que ocorre a partir da união de um grupo hidroxila a um grupo carboxila. Nos fosfolipídios, um ácido graxo é substituído por um grupo fosfato. Esteróides como o colesterol contêm um esqueleto de quatro átomos de carbono.