Les macromolécules existent dans toutes les cellules vivantes et jouent des rôles importants déterminés par leur disposition structurelle. Les macromolécules, ou polymères, sont formés par la combinaison de molécules plus petites ou de monomères dans une séquence spécifique. C'est un processus nécessitant de l'énergie appelé polymérisation qui produit de l'eau en tant que sous-produit. Chaque processus diffère en fonction du type de macromolécule en formation. Des exemples de macromolécules comprennent les acides nucléiques, les lipides, les protéines et les glucides.

Les protéines

Les protéines se forment lorsque des monomères appelés acides aminés se combinent. Les acides aminés contiennent un groupe carboxylique et un groupe amino à chaque extrémité de la molécule. Le groupe carboxylique d'un acide aminé se combine avec le groupe amino d'un autre, formant une liaison peptidique. Plusieurs acides aminés se rejoignent pour former des chaînes polypeptidiques, qui sont ensuite repliées ensemble pour la macromolécule protéique finale. Les protéines ont d'innombrables fonctions cellulaires, selon leur forme.

Acides nucléiques

Les deux types d'acides nucléiques, l'ADN et l'ARN, constituent le matériel génétique d'une cellule. Le monomère d'acide nucléique est appelé un nucléotide et contient un sucre pentose, une base azotée et un groupe phosphate. Les nucléotides se lient par des liaisons covalentes lorsque le groupe phosphate de l'un se joint au groupe hydroxyle d'un autre pour former des polynucléotides. Dans l'ADN, deux polynucléotides se combinent via des liaisons hydrogène sur les bases azotées pour former une double hélice d'ADN.

Carbohydrates

Selon la longueur du polymère, les glucides sont classés en monosaccharides, disaccharides ou polysaccharides. . Un monosaccharide est un monomère unique et comprend des sucres simples tels que le glucose. Les monosaccharides sont réunis par une liaison covalente appelée liaison glycosidique. Les disaccharides tels que le saccharose sont simplement deux monosaccharides. Les hydrates de carbone fonctionnent selon le type de sucres qu'ils contiennent et les positions du lien glycosidique.

Lipides

Les lipides sont la seule macromolécule qui ne subit pas de polymérisation. Le composé de base pour tous les lipides est le glycérol alcool à trois carbones. Les lipides sont catégorisés en graisses, stéroïdes et phospholipides. Les graisses sont formées par l'addition de trois acides gras au glycérol via une liaison ester, qui se produit à partir de la jonction d'un groupe hydroxyle à un groupe carboxyle. Dans les phospholipides, un acide gras est remplacé par un groupe phosphate. Les stéroïdes comme le cholestérol contiennent un squelette annulaire à quatre carbones.