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Tutti gli esseri viventi sono fatti di molecole. In biologia, ci sono quattro classi principali di grandi molecole chiamate macromolecole che vengono utilizzate nel nostro corpo. Queste macromolecole sono considerate polimeri, o grandi catene di elementi costitutivi chiamati monomeri, che vengono costruiti chimicamente dalle nostre cellule per essere utilizzati come cibo ed energia. Queste macromolecole sono carboidrati, proteine, lipidi e acidi nucleici. Ogni classe di macromolecole è composta da diverse subunità di monomeri, ma tutte contengono atomi di carbonio, azoto, idrogeno e ossigeno.
Carboidrati
I carboidrati sono composti organici che includono zuccheri, amidi, glicogeno e cellulosa. La forma più semplice di carboidrato è un monomero di molecole di zucchero come il glucosio o il fruttosio, chiamato anche monosaccaride, che è costituito da un anello di elementi di carbonio, ossigeno e idrogeno. I disaccaridi come il saccarosio sono costituiti da zuccheri e due monosaccaridi: una molecola di glucosio e una di fruttosio unite insieme.I polisaccaridi come l'amido, la cellulosa e il glicogeno sono catene lunghe e complesse di monosaccaridi costruite insieme. Nel nostro corpo, gli zuccheri semplici vengono utilizzati come energia immediata e la maggior parte dei polisaccaridi viene lentamente scomposta in zuccheri semplici per fornire una fonte di energia stabile nel tempo. La cellulosa non viene utilizzata per l'energia, ma per il supporto strutturale delle pareti cellulari delle piante.
Lipidi
I lipidi sono biomolecole che includono grassi, oli, fosfolipidi e steroidi. Hanno strutture diverse, ma sono tutte grandi molecole costituite da catene di elementi non polari carbonio e idrogeno, che le rendono idrofobiche o incompatibili con l'acqua. I grassi e gli oli sono chiamati trigliceridi, che sono costituiti da monomeri chiamati acidi grassi e glicerina. I trigliceridi variano in forma e lunghezza in base al tipo e al numero di legami carbonio e idrogeno. Queste variazioni determinano se il grasso è saturo, insaturo o polinsaturo. I fosfolipidi sono molto simili ai trigliceridi, tranne per il fatto che contengono un gruppo fosfato. Nel nostro corpo, i trigliceridi agiscono come accumulatore di energia e i fosfolipidi vengono utilizzati nella formazione delle membrane cellulari.
Proteine
Le proteine sono un gruppo di molecole molto ampio, complesso e diversificato. Le proteine sono polimeri costituiti da catene di monomeri chiamati amminoacidi che vengono piegati in diverse strutture. Esistono 20 diversi amminoacidi, che sono strutture formate dai gruppi chimici ammina e carbossile, nonché una delle 20 regioni variabili chiamate gruppo R o struttura a catena laterale. Esistono quattro livelli di struttura proteica: primario, secondario, terziario e quaternario, ciascuno dei quali aumenta nella complessità del ripiegamento e del collegamento tra le catene di amminoacidi. La forma finale piegata dei polimeri è ciò che determina la funzione della proteina nel corpo. Alcune funzioni proteiche includono enzimi, anticorpi, recettori ormonali, neurotrasmettitori, capelli, unghie e struttura muscolare, metabolismo, movimento e altro ancora.
Acidi nucleici
Gli acidi nucleici sono molecole che includono acido desossiribonucleico (DNA) e acido ribonucleico (RNA). Gli acidi nucleici sono costituiti da catene di monomeri chiamati nucleotidi, che sono strutture chimiche che includono un anello di zucchero al carbonio 5, un gruppo di fosfati e una delle quattro basi contenenti azoto: adenina (A), guanina (G), citosina (C) o timidina (T). Nell'RNA, la timidina viene sostituita con uracile (U). Il DNA è costituito da due lunghe catene di questi monomeri in ordini diversi, a doppia elica o formazione attorcigliata. L'RNA differisce dal DNA in quanto ha solo una striscia e contiene una molecola di zucchero ribosio al posto di una molecola di desossiribosio. Il DNA fornisce istruzioni o diagrammi genetici di tutte le attività cellulari nel corpo. Il DNA viene trascritto in RNA, che a sua volta produce proteine.
